Kegiatan Belajar 1: Komponen Elektronika Aktif Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan Memahami dasar-dasar Elektronika Sub Capaian Pembelajaran Mata Kegiatan 1. Mengenal komponen elektronika aktif 2. Menjelaskan sifat komponen elektronika aktif Tujuan Pembelajaran : 1. Peserta dapat mengenal dan mengetahui komponen elektronika aktif 2. Peerta dapat menjelaskan sifat komponen elektronika aktif Uraian Materi Komponen Aktif Komponen aktif adalah komponen elektronika yang memerlukan arus listrik agar dapat bekerja, komponen ini dapat menguatkan dan menyearahkan sinyal listrik, serta dapat mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Macam-macam komponen aktif adalah : 1. Diode Diode merupakan salah satu komponen yang dipergunakan antara lain untuk merubah arus bolak balik menjadi arus searah. Bergantung pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya, diode bisa berlaku sebagai sebuah saklar tetutup (apabila bagian anode mendapatkan tegangan positif sedangkan katodenya mendapatkan tegangan negative) dan berlaku sebagai sebuah saklar terbuka (apabila bagian anodenya mendapatkan tegangan negative dan katodenya mendapatkan tegangan positif). Kondisi tersebut hanya pada diode ideal-konseptual. Diode berbahan germanium memiliki tegangan hilang sekitar 0,3 Volt.
Gambar 1. Bentuk dan Simbol Diode Karakteristik Diode Gambar 2. Kurva karakteristik diode Pada kurva terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Karakteristik dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini karakteristik dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik. Area tegangan reverse adalah daerah pada level tegangan negatif (dibawah nol) dan diatas tegangan breakdown. Sedangkan area tegangan cut off adalah area diatas
nol namun dibawah batas tegangan maju, misal untuk dioda silikon sebesar 0.7V dan untuk germanium sebesar 0.3V. Area ketiga adalah area tegangan dengan level diatas tegangan forward. Pada area ini karakteristik dioda adalah menghantar. Ini seperti pada percobaan sederhana dengan lampu pada rangkaian diatas dimana terlihat lampu menyala karena ada arus yang mengalir. Cara menguji diode dengan multimeter Untuk mengetahui apakah sebuah Dioda dapat bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya, maka diperlukan pengukuran terhadap Dioda tersebut dengan menggunakan Multimeter (AVO Meter), langkah-langkah pengujian dan pengukuran diade adalah sebagai berikut : a. Aturkan Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) x1k atau x100 b. Hubungkan Probe Merah pada Terminal Katoda (tanda gelang) c. Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Anoda. d. Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter e. Jarum pada Display Multimeter harus bergerak ke kanan f. Balikan Probe Merah ke Terminal Anoda dan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang). g. Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter h. Jarum harus tidak bergerak. Jika Jarum bergerak, maka Dioda tersebut berkemungkinan sudah rusak. Gambar 3. Cara menguji dioda dengan multimeter analog
Diode ini ada beberapa jenis, diantaranya : 1.1. Diode Zener Sebuah diode biasanya dianggap sebagai alat yang menyalurkan listrik ke satu arah, namun Diode Zener dibuat sedemikian rupa sehingga arus dapat mengalir kearah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas tegangan rusak (breakdown voltage) atau tegangan Zener. Gambar 4. Simbol dan Bentuk Diode Zener Sebuah diode Zener memiliki p-n junction yang memiliki doping berat, yang memungkinkan electron untuk tembus (tunnel) dari pita valensi material tipe-p dalam pita konduksi material tipe-n. Diode Zener biasanya digunakan untuk membangkitkan tegangan referensi atau untuk menstabilkan tegangan untuk aplikasi-aplikasi arus kecil. Untuk lebih jelas mengenai Dioda Zener, mari kita lihat rangkaian dasar Dioda Zener dibawah ini : Gambar 5. Simbol dan Bentuk Diode Zener
Dalam Rangkaian diatas, Dioda Zener dipasang dengan prinsip Bias Balik (Reverse Bias), Rangkaian tersebut merupakan cara umum dalam pemasangan Dioda Zener. Dalam Rangkaian tersebut, tegangan Input (masuk) yang diberikan adalah 12V tetapi Multimeter menunjukan tegangan yang melewati Dioda Zener adalah 2,8V. Ini artinya tegangan akan turun saat melewati Dioda Zener yang dipasang secara Bias Balik (Reverse Bias). Sedangkan fungsi Resistor dalam Rangkaian tersebut adalah untuk pembatas arus listrik. Untuk menghitung Arus Listrik (Ampere) tersebut, kita dapat menggunakan Hukum Ohm seperti dibawah ini : Vinput Vzener I R 12 2,8 I 460 I 19,6mA Gambar 6. Kurva karakteristik dioda zener 1.2. Diode Schottky Dioda Schottky atau Schottky Diode ini biasanya digunakan pada rangkaian switching berkecepatan tinggi, rangkaian Frekuensi Radio
(RF), Mixer dan rangkaian Penyearah Pencatu Daya. Nama Schottky ini diambil dari nama penemu efek Schottky yaitu Walter H. Schottky yang berasal Jerman. Efek Schottky adalah efek penghalang potensial yang terbentuk pada pertemuan logam-semikonduktor yang mempunyai karakteristik penyearahan. Efek tersebut cocok untuk penggunaannya pada dioda. Oleh karena itu, Dioda Schottky (Schottky Diode) disebut juga dengan Dioda Penghalang atau Barrier Diode. Gambar 7. Simbol dan Bentuk Diode schottky 1.2.1 Struktur Dioda Schottky Pada Dioda Normal yang menggunakan persimpangan Positif-Negatif (PN Junction), semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-n digunakan untuk membentuk persimpangan p-n. Sedangkan pada Schottky Diode, semikonduktor tipe-p digantikan dengan bahan jenis logam seperti aluminium ataupun platinum sehingga membentuk sambungan persimpangan logam-semikonduktor tipe-n (Metal-Semiconductor tipe-n). Sambungan antara logam dan semikonduktor ini menghasilkan lapisan penghalang atau lapisan deplesi yang dikenal dengan istilah schottky barrier atau penghalang schottky. Gambar 8. Perbedaan Struktur Dioda Schottky dan Dioda Silikon biasa
1.2.2 Prinsip Kerja Dioda Schottky Pada saat Dioda Schottky (Diode Schottky) tidak diberikan tegangan atau dalam kondisi unbiased (kondisi tanpa tegangan), tingkat energi elektron yang berada di sisi semikonduktor tipe-n sangat rendah jika dibandingkan dengan tingkat energi di sisi logam. Dengan demikian, elektron tidak dapat mengalir melalui penghalang persimpangan yang disebut dengan penghalang schottky ini. Namun apabila Dioda Schottky diberikan tegangan bias maju (forward bias), elektron di sisi semikonduktor tipe-n akan mendapat energi yang cukup untuk melewati penghalang persimpangan dan masuk ke wilayah logam. Elektron ini masuk ke dalam wilayah logam dengan energi yang sangat besar sehingga disebut juga elektron pembawa panas (hot carrier). Oleh karena itu, Schottky Diode ini sering juga disebut dengan Dioda Pembawa Panas atau Hot Carrier Diode. Arus listrik akan mengalir melalui Schottky Diode secara bias maju (forward bias) apabila terdapat tegangan maju yang cukup diberikan ke Schottky Diode. Karena aliran arus listrik ini, akan terjadi kehilangan tegangan kecil pada saat melintasi terminal dioda Schottky, kehilangan tegangan inilah yang disebut dengan drop voltage. Kehilangan Tegangan atau Drop Voltage pada Dioda Silikon (dioda normal) biasanya adalah sekitar 0,6V hingga 0,7V, sementara drop voltage pada Dioda Schottky hanya sekitar 0,2V hingga 0,3V. Karakteristik utama Schottky Diode yang bisa dinyalakan (switch ON) dan dimatikan (switch OFF) lebih cepat serta tidak menghasilkan noise yang berlebihan (noise yang tidak diinginkan) dibandingkan dengan dioda normal yang menggunakan persimpangan PN ini menjadikannya cocok untuk diaplikasikan ke rangkaian yang memerlukan switching ON/OFF berkecepatan tinggi. 1.3. Diode Pemancar Cahaya / LED (Light Emitting Diode) Light Emitting Diode merupakan suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik.
Dioda ini akan mengeluarkan cahaya bila diberi tegangan sebesar 1,8 V dengan arus 1,5 ma. LED banyak digunakan sebagai lampu indikator dan peraga (display). Gambar 9. Bentuk dan Simbol LED 1.4. Diode Foto (Photo Diode) Diode foto adalah jenis diode yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan diode biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh diode foto ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-x. Aplikasi diode foto ini mulai dari alat penghitung kendaraan dijalan umum secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan medis. Gambar 10. Bentuk dan Simbol Diode Foto
1.5. Diode Varactor Dioda varactor adalah dioda semikonduktor dengan sambungan P-N yang dirancang khusus sehingga mempunyai sifat kapasitansi ketika dipasang pada rangkaian sesuai prinsip reverse bias. Dioda varactor juga biasa disebt sebgai dioda variabel kapasitansi (variable capacitance diode) atau varicap diode. Dioda jenis ini biasa digunakan pada rangkaian elektronik seperti pada ponsel, radio, dan televisi. Bentuk simbol dioda varactor berbentuk seperti gabungan antara simbol dioda dan kapasitor. Hal tersebut sesuai dengan fungsi dioda varactor. Dalam memilih dioda varikap perlu diperhatikan beberapa spesifikasi yaitu minimum voltage break down (V), power dissipation (mw), nilai kapasitansi dioda (pf), dan maximum peak current (A). Gambar 11. Bentuk dan Simbol Diode Varactor 1.6. Diode Tunnel Dioda tunnel adalah jenis dioda semikonduktor dengan sambungan P-N yang diancang khusus sehingga mempu membentuk daerah deplesi menjadi sangat sempit. Hal tersebut bisa terjadi karena dioda tunnel diberi pengotor berat 1000 kali lebih banyak dibandingkan dioda pada umumnya. Gambar 12. Bentuk dan Simbol Diode Tunel
1.7. Diode Laser Diode Laser adalah sejenis laser dimana media aktifnya sebuah semikonduktor persimpangan p-n yang mirip dengan yang terdapat pada diode pemancar cahaya. Diode Laser kadang disingkat LD atau ILD. Diode laser ditemukan pada akhir abad ini oleh ilmuwan Universitas Harvard. Prinsip kerja diode ini sama seperti diode lainnya yaitu melalui sirkuit dari rangkaian elektronika yang terdiri atas p dan n. Pada kedua jenis ini dihasilkan 2 tegangan yaitu: biased forward adalah arus yang dihasilkan searah dengan nilai 0,707 utk pembagian v puncak, bentuk gelombang diatas (+) dan Backforward biased, ini merupakan tegangan berbalik yang dapat merusak suatu komponen elektronika. Gambar 13. Bentuk dan Simbol Diode 2. Transistor Transistor merupakan komponen elektronika yang terdiri dari 3 lapisan semikonduktor sebagai contoh NPN dan PNP. Transistor mempunyai 3 kaki yang disebut Emitor (E), Basis/Base (B) dan Kolektor/Collector (C). Emitor bertugas untuk menimbulkan electron-elektron (Emitor penimbul), Base bertugas untuk menyalurkan electron keluar dari transistor, Collector bertugas untuk mengatur gerakan electron dari Emitor terus keluar dari transistor melalui Collector. Cara menentukan kaki transistor Secara umum transistor dikemas dalam beberapa varian yg sudah dapat dipastikan tiap kakinya secara kasat mata. Berikut adalah referensi bentuk kemasan transistor yang langsung dapat kita ketahui kaki basis, kolektor dan emeitor tanpa harus menentukannya dengan alat ukur.
Gambar 14. Menentukan kaki dari kemasan transistor Apabila kita tidak memiliki gambar referensi kemasan transistor diatas maka dapat menetukan kaki transistor dengan multimeter.
Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam elektronika modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog meliputi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian digital transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Transistor dapat digunakan antara lain: a. Sebagai penguat arus, tegangan dan daya (AC dan DC) b. Sebagai penyearah c. Sebagai mixer d. Sebagai isolator e. Sebagai switch Secara umum transistor terbagi menjadi 3 jenis, diantaranya : 2.1 Transistor Bipolar Transistor Bipolar adalah transistor yang memiliki dua persambungan kutub. Gambar 15. Bentuk dan Simbol Transistor Bipolar 2.2 Transistor Unipolar Transistor Unipolar adalah transistor yang hanya memiliki satu buah persambungan kutub. Transistor unipolar adalah FET (Field Effect Transistor) yang terdiri dari JFET kanal N, JFET kanal P, MOSFET kanal N, dan MOSFET kanal P.
2.2.1. FET (Field Effect Transistor) Field Effect Transistor adalah suatu jenis transistor khusus. Tidak seperti transistor biasa yang akan menghantar bila diberi arus di basis, transistor jenis FET akan menghantar bila diberikan tegangan (bukan arus). Kaki-kakinya diberi nama Gate (G), Drain (D), Source (S). Beberapa kelebihan FET dibandingkan dengan transistor biasa adalah antara lain penguatannya sangat besar serta desah yang rendah. Karena harga FET lebih tinggi dari transistor, maka hanya digunakan pada bagian-bagian yang memang memerlukan. FET, ada dua jenis yaitu JFET(Junction FET) Kanal N dan JFET Kanal P. Gambar 16. Simbol JFET Kanal N dan Kanal P 2.2.2. MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) MOSFET adalah suatu jenis FET yang mempunyai satu Drain, satu Source dan dua Gate. MOSFET mempunyai input impedance yang sangat tinggi. Dalam pengemasannya dan perakitan menggunakan MOSFET perlu diperhatikan bahwa komponen ini tidak tahan terhadap elektrostatik, mengemasnya menggunakan kertas timah dan pematriannya menggunakan solder yang khusus untuk pematrian MOSFET. MOSFET ada dua macam yaitu MOSFET Kanal N dan MOSFET Kanal P.
Gambar 17. Simbol MOSFET 2.3 Uni Juction Transistor (UJT) Uni Junction Transistor (UJT) adalah transistor yang mempunyai satu kaki Emitor dan dua basis. Kegunaan transistor ini adalah terutama untuk switch elektronis. Ada dua jenis UJT yaitu UJT Kanal N dan UJT Kanal P. Gambar 18. Simbol UJT 3. Thyristor Thyristor adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai saklar (switch) atau pengendali yang terbuat dari bahan semikonduktor. Thyristor yang secara ekslusif bertindak sebagai saklar ini pada umumnya memiliki dua hingga empat kaki terminal. Meskipun terbuat dari semikonduktor, Thyristor tidak digunakan sebagai Penguat sinyal seperti Transistor. Istilah Thyristor berasal dari bahasa Yunani yang artinya adalah Pintu. Pada prinsipnya, Thyristor yang berterminal tiga akan menggunakan arus/tegangan rendah yang diberikan pada salah satu kaki terminalnya untuk mengendalikan aliran arus/tegangan tinggi yang melewati dua terminal lainnya. Sedangkan untuk Thyristor yang berterminal dua yang tidak memiliki terminal kendali (GATE), fungsi saklarnya akan diaktifkan apabila tegangan
pada kedua terminalnya mencapai level tertentu. Level tegangan yang dimaksud tersebut biasanya disebut dengan Breakdown Voltage atau Breakover Voltage. Pada saat dibawah tegangan breakdownnya, kedua kaki terminal tidak akan mengaliri arus listrik atau berada di posisi OFF. Jika dibandingkan dengan Transistor, Thyristor yang didedikasi sebagai Komponen Saklar ini akan dapat berfungsi lebih baik. Hal ini dikarenakan Transistor memerlukan tegangan/arus yang tepat untuk mengoperasikan fungsi saklarnya, jika tegangan/arus yang diberikannya tidak sesuai dengan spesifikasi yang ditentukan maka Transistor tersebut akan berada diantara keadaan ON dan OFF. Saklar yang berada diantara keadaan ON dan OFF bukanlah suatu saklar yang baik. Berbeda dengan Transistor, Thyristor dirancang untuk hanya berada di dua keadaan yaitu keadaan ON atau keadaan OFF saja. Dalam aplikasinya, Thyristor banyak digunakan di perangkat atau rangkaian-rangkaian elektronika seperti Pengendali Daya, Timer, Osilator, peredam cahaya, pengendali kecepatan motor listrik dan lain sebagainya. Ada beberapa komponen yang termasuk thyristor antara lain adalah komponen-komponen thyristor yang dikenal dengan sebutan SCR (silicon controlled rectifier), TRIAC dan DIAC. Gambar 19. Struktur Thyristor
3.1 SCR (Silicon Control Rectifier) SCR adalah diode yang berfungsi sebagai pengendali. Sebagai pengendalinya adalah gate (G). SCR sering disebut sebagai Therystor. SCR terbuat dari bahan campuran P danya disebut PNPN Trioda. Isi SCR terdiri dari PNPN (Positif Negatif Positif Negatif). Gambar 20. Bentuk dan Simbol SCR Silicon Controlled Rectifier (SCR) atau Thrystor pertama kali diperkenalkan secara komersial pada tahun 1956. SCR memiliki kemampuan untuk mengendalikan tegangan dan daya yang relatif tinggi dalam suatu perangkat kecil. Oleh karena itu, SCR atau Thyristor sering difungsikan sebagai Saklar (Switch) ataupun Pengendali (Controller) dalam rangkaian elektronika yang menggunakan tegangan/arus menengah-tinggi (Medium-High Power). Beberapa aplikasi SCR di rangkaian elektronika diantaranya seperi rangkaian lampu dimmer, rangkaian logika, rangkaian osilator, rangkaian chopper, rangkaian pengendali kecepatan motor, rangkaian inverter, rangkaian timer dan lain sebagainya.
Gambar 21. Diagram SCR Pada prinsipnya, cara kerja SCR sama seperti dioda normal, namun SCR memerlukan tegangan positif pada kaki Gate (Gerbang) untuk dapat mengaktifkannya. Pada saat kaki Gate diberikan tegangan positif sebagai pemicu (trigger), SCR akan menghantarkan arus listrik dari Anoda (A) ke Katoda (K). Sekali SCR mencapai keadaan ON maka selamanya akan ON meskipun tegangan positif yang berfungsi sebagai pemicu (trigger) tersebut dilepaskan. Untuk membuat SCR menjadi kondisi OFF, arus maju Anoda-Katoda harus diturunkan hingga berada pada titik Ih (Holding Current) SCR. Besarnya arus Holding atau Ih sebuah SCR dapat dilihat dari datasheet SCR itu sendiri. Karena masing-masing jenis SCR memiliki arus Holding yang berbeda-beda. Namun, pada dasarnya untuk mengembalikan SCR ke kondisi OFF, kita hanya perlu menurunkan tegangan maju Anoda-Katoda ke titik Nol.
Gambar 22. Kurva karakteristik SCR 3.2 TRIAC TRIAC adalah perangkat semikonduktor berterminal tiga yang berfungsi sebagai pengendali arus listrik. Nama TRIAC ini merupakan singkatan dari TRIode for Alternating Current (Trioda untuk arus bolak balik). Sama seperti SCR, TRIAC juga tergolong sebagai Thyristor yang berfungsi sebagai pengendali atau Switching. Namun, berbeda dengan SCR yang hanya dapat dilewati arus listrik dari satu arah (unidirectional), TRIAC memiliki kemampuan yang dapat mengalirkan arus listrik ke kedua arah (bidirectional) ketika dipicu. Gambar 23. Bentuk, Konstruksi dan simbol TRIAC
Terminal Gate TRIAC hanya memerlukan arus yang relatif rendah untuk dapat mengendalikan aliran arus listrik AC yang tinggi dari dua arah terminalnya. TRIAC sering juga disebut dengan Bidirectional Triode Thyristor.Pada dasarnya, sebuah TRIAC sama dengan dua buah SCR yang disusun dan disambungkan secara antiparalel (paralel yang berlawanan arah) dengan Terminal Gerbang atau Gate-nya dihubungkan bersama menjadi satu. Jika dilihat dari strukturnya, TRIAC merupakan komponen elektronika yang terdiri dari 4 lapis semikonduktor dan 3 Terminal, Ketiga Terminal tersebut diantaranya adalah MT1, MT2 dan Gate. MT adalah singkatan dari Main Terminal. Gambar 24. Kurva karakteristik TRIAC Pada datasheet akan lebih detail diberikan besar parameter-parameter seperti Vbo dan -Vbo, lalu IGT dan -IGT, Ih serta -Ih dan sebagainya. Umumnya besar parameter ini simetris antara yang plus dan yang minus. Dalam perhitungan desain, bisa dianggap parameter ini simetris sehingga lebih mudah di hitung. Aplikasi TRIAC TRIAC merupakan komponen yang sangat cocok untuk digunakan sebagai AC Switching (Saklar AC) karena dapat megendalikan aliran arus listrik pada dua arah siklus gelombang bolak-balik AC. Kemampuan inilah yang menjadi kelebihan dari TRIAC jika dibandingkan dengan SCR. Namun TRIAC pada umumnya tidak digunakan pada rangkaian switching yang melibatkan daya yang sangat tinggi. Salah satu alasannya adalah karena
karakteristik Switching TRIAC yang non-simetris dan juga gangguan elektromagnetik yang diciptakan oleh listrik yang berdaya tinggi itu sendiri. Beberapa aplikasi TRIAC pada peralatan-peralatan Elektronika maupun listrik diantaranya adalah sebagai berikut : 1. Pengatur pada Lampu Dimmer. 2. Pengatur Kecepatan pada Kipas Angin. 3. Pengatur Motor kecil. 4. Pengatur pada peralatan-peralatan rumah tangga yang berarus listrik AC. Rangkaian Switching TRIAC Gambar 25. Rangkaian Switching TRIAC Gambar diatas adalah Rangkaian dasar dari aplikasi TRIAC yang digunakan sebagai Switching (Saklar). Pada saat SW1 terbuka, tidak ada arus listrik yang mengalir ke terminal Gate TRIAC dan Lampu dalam kondisi OFF (mati). Saat SW1 tertutup/dihubungkan, Terminal Gate pada TRIAC akan dialiri oleh arus listrik melalui Resistor (R) dari sumber daya DC atau Baterai (VG). Hal ini akan menggerakkan TRIAC menjadi Konduktor yang menghubungkan Lampu dengan sumber arus listrik AC. Lampu akan berubah menjadi ON (Nyala). 3.3 DIAC Diode Alternating Current (DIAC) adalah komponen aktif Elektronika yang memiliki dua terminal dan dapat menghantarkan arus listrik dari kedua
arah jika tegangan melampui batas breakover-nya. DIAC merupakan anggota dari keluarga Thyristor, namun berbeda dengan Thyristor pada umumnya yang hanya menghantarkan arus listrik dari satu arah, DIAC memiliki fungsi yang dapat menghantarkan arus listrik dari kedua arahnya atau biasanya disebut juga dengan Bidirectional Thyristor. DIAC biasanya digunakan sebagai pembantu untuk memicu TRIAC dalam rangkaian AC Switch, DIAC juga sering digunakan dalam berbagai rangkaian seperti rangkaian lampu dimmer (peredup) dan rangkaian starter untuk lampu neon (florescent lamps). Struktur Dasar dan Simbol DIAC Ditinjau dari segi strukturnya, DIAC terdiri dari 3 lapis semikonduktor yang hampir mirip dengan sebuah Transistor PNP. Berbeda dengan Transistor PNP yang lapisan N-nya dibuat dengan tipis agar elektron mudah melewati lapisan N ini, Lapisan N pada DIAC dibuat cukup tebal agar elektron lebih sulit untuk menembusnya terkecuali tegangan yang diberikan ke DIAC tersebut melebihi batas Breakover (VBO) yang ditentukannya. Dengan memberikan tegangan yang melebihi batas Breakovernya, DIAC akan dapat dengan mudah menghantarkan arus listrik dari arah yang bersangkutan. Kedua Terminal DIAC biasanya dilambangkan dengan A1 (Anoda 1) dan A2 (Anoda 2) atau MT1 (Main Terminal 1) dan MT2 (Main Terminal 2). Gambar 26. DIAC
4. Integrated Circuit (IC) IC (Integrated Circuit) adalah komponen elektronika aktif yang terdiri dari gabungan ratusan bahkan jutaan transistor, resistor dan komponen lainnya yang diintegrasi menjadi sebuah rangkaian elektronika dalam sebuah kemasan kecil. Bentuk IC (Integrated Circuit) juga bermacam-macam, mulai dari yang berkaki 3 (tiga) hingga ratusan kaki (terminal). Fungsi IC juga beraneka ragam, mulai dari penguat, Switching, pengontrol hingga media penyimpanan. Pada umumnya, IC adalah Komponen Elektronika dipergunakan sebagai Otak dalam sebuah Peralatan Elektronika. IC merupakan komponen Semi konduktor yang sangat sensitif terhadap ESD (Electro Static Discharge). Sebagai Contoh, IC yang berfungsi sebagai otak pada sebuah komputer yang disebut sebagai Microprocessor terdiri dari 16 juta transistor dan jumlah tersebut belum lagi termasuk komponen-komponen elektronika lainnya. Gambar 27. Bentuk dan Simbol IC 4.1 Aplikasi dan Fungsi IC (Integrated Circuit) Berdasarkan Aplikasi dan Fungsinya, IC (Integrated Circuit) dapat dibedakan menjadi IC Linear, IC Digital dan juga gabungan dari keduanya. 4.1.1 Integrated Circuit Linear IC Linear atau disebut juga dengan IC Analog adalah IC yang pada umumnya berfungsi sebagai :
Penguat Daya (Power Amplifier) Penguat Sinyal (Signal Amplifier) Penguat Operasional (Operational Amplifier / Op Amp) Penguat Sinyal Mikro (Microwave Amplifier) Penguat RF dan IF (RF and IF Amplifier) Voltage Comparator Multiplier Penerima Frekuensi Radio (Radio Receiver) Regulator Tegangan (Voltage Regulator) 4.1.1 Integrated Circuit Digital IC Digital pada dasarnya adalah rangkaian switching yang tegangan Input dan Outputnya hanya memiliki 2 (dua) level yaitu Tinggi dan Rendah atau dalam kode binary dilambangkan dengan 1 dan 0. IC Digital pada umumnya berfungsi sebagai : Flip-flop Gerbang Logika (Logic Gates) Timer Counter Multiplexer Calculator Memory Clock Microprocessor (Mikroprosesor) Microcontroller Hal yang perlu dingat bahwa IC (Integrated circuit) merupakan komponen elektronika aktif yang sensitif terhadap pengaruh Electrostatic Discharge (ESD). Jadi, diperlukan penanganan khusus untuk mencegah terjadinya kerusakan pada IC tersebut.
Rangkuman 1. Komponen aktif adalah komponen elektronika yang memerlukan arus listrik agar dapat bekerja, komponen ini dapat menguatkan dan menyearahkan sinyal listrik, serta dapat mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya. 2. Komponen yang termasuk komponen aktif adalah diode, transistor, thyristor dan Integrated Circuit (IC). 3. Diode merupakan salah satu komponen yang dipergunakan antara lain untuk merubah arus bolak balik menjadi arus searah. Bergantung pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya, diode bisa berlaku sebagai sebuah saklar tetutup (apabila bagian anode mendapatkan tegangan positif sedangkan katodenya mendapatkan tegangan negative) dan berlaku sebagai sebuah saklar terbuka (apabila bagian anodenya mendapatkan tegangan negative dan katodenya mendapatkan tegangan positif). 4. Diode ada beberapa jenis, diantaranya; diode zener, diode schottky, LED, diode varactor, dioda tunel, photo diode dan diode laser. 5. Transistor merupakan komponen elektronika yang terdiri dari 3 lapisan semikonduktor sebagai contoh NPN dan PNP. Transistor mempunyai 3 kaki yang disebut Emitor (E), Basis/Base (B) dan Kolektor/Collector (C). 6. Transistor terbagi menjadi tiga jenis, diantaranya; transistor bipolar, transistor unipolar (FET, MOSFET) dan unijuction transistor. 7. Thyristor adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai saklar (switch) atau pengendali yang terbuat dari bahan semikonduktor. Thyristor yang secara ekslusif bertindak sebagai saklar ini pada umumnya memiliki dua hingga empat kaki terminal. 8. Ada beberapa komponen yang termasuk thyristor antara lain adalah komponen-komponen thyristor yang dikenal dengan sebutan SCR (silicon controlled rectifier), TRIAC dan DIAC. 9. IC (Integrated Circuit) adalah komponen elektronika aktif yang terdiri dari gabungan ratusan bahkan jutaan transistor, resistor dan komponen lainnya yang diintegrasi menjadi sebuah rangkaian elektronika dalam sebuah kemasan kecil. Bentuk IC (Integrated Circuit) juga bermacam-macam, mulai dari yang berkaki 3 (tiga) hingga ratusan kaki (terminal).
10. Fungsi IC juga beraneka ragam, mulai dari penguat, Switching, pengontrol hingga media penyimpanan. Pada umumnya, IC adalah Komponen Elektronika dipergunakan sebagai Otak dalam sebuah Peralatan Elektronika. IC merupakan komponen Semi konduktor yang sangat sensitif terhadap ESD (Electro Static Discharge). Tugas 1. Jelaskan masing-masing komponen yang termasuk komponen aktif. 2. Jelaskan karakteritik diode dari kurva karakteristik dibawah ini. 3. Tentukan jenis transistor dari gambar dibawah ini.
4. Jelaskan prinsip kerja dari komponen SCR. 5. Buatlah bentuk dan simbol IC Tes Formatif 1. Berikut ini yang bukan merupakan komponen dalam jenis diode adalah a. Light Emitting Diode b. Thyristor c. Photo diode d. Diode zener e. Diode laser 2. Pada dioda, bila terminal negatif sumber dihubungkan dengan bahan tipe-n,dan terminal positif dengan bahan tipe-p,hubungan ini disebut dengan a. Forward bias b. Bias semu c. Tanpa bias d. Bias nyata e. Reverse bias 3. Secara umum transistor terbagi dalam 3 jenis yaitu a. Unipolar, bipolar, dan bijunction b. Unipolar, bipolar, dan unijunction c. Unipolar, duopolar, dan duojunction d. NPN, PNP dan BJT e. Unipolar, bipolar, dan threepolar 4. Transistor mempunyai 3 elektroda yakni : a. kolektor, basis dan drain b. kolektor, emitor dan anoda c. emitor, basis dan gate d. emitor, basis dan kolektor e. gate, emitor, basis
5. Transistor dapat digunakan antara lain untuk a. Sebagai penguat arus, b. Sebagai penguat tegangan c. Sebagai penguat daya d. Sebagai penyearah e. Sebagai switch 6. Gambar dibawah ini merupakan bentuk dan simbol dari komponen a. Transistor b. Diode c. SCR d. TRIAC e. IC 7. Komponen aktif elektronika yang memiliki dua terminal dan dapat menghantarkan arus listrik dari kedua arah jika tegangan melampui batas breakover-nya, komponen tersebut adalah.. a. Transistor b. Diode c. SCR d. TRIAC e. DIAC
8. Gambar dibawah ini merupakan simbol dari komponen a. Diode b. SCR c. TRIAC d. DIAC e. IC 9. Komponen elektronika aktif yang terdiri dari gabungan ratusan bahkan jutaan transistor, resistor dan komponen lainnya yang diintegrasi menjadi sebuah rangkaian elektronika dalam sebuah kemasan kecil. a. Diode b. SCR c. TRIAC d. DIAC e. IC 10. IC Analog adalah IC yang pada umumnya berfungsi sebagai a. Penguat Daya (Power Amplifier) b. Penguat Sinyal (Signal Amplifier) c. Penguat Operasional (Operational Amplifier / Op Amp) d. Flip-flop e. Penguat Sinyal Mikro (Microwave Amplifier)
Penilaian Penilaian hasil belajar didasarkan pada nilai tugas dan nilai tes formatif, bobot masing-masing sama yaitu 50% dan skala nilai 100. Untuk nilai akhir diperoleh dengan cara: Nilai Akhir = NilaiTugas NilaiTesFormatif 2 Nilai Tugas diperoleh dengan menilai aspek aspek yang dijelaskan, sehingga nilai akhir tugas adalah: aspek1 aspek2 aspek3 Nilai Tugas = x100% 3 Nilai tes formatif dilakukan dengan menghitung jumlah jawaban Anda yang benar. Kemudian gunakan formulasi berikut untuk mengetahui nilai tes formatif. Jumlah Jawaban Benar Nilai Tes Formatif = 100% Jumlah Soal Jika Anda mencapai nila 80%, Anda dapat meneruskan ke kegiatan belajar berikutnya. Apabila tingkat penguasaan Anda masih dibawah 80%, Anda harus mengulangi kegiatan belajar ini.
Referensi Abdurrahman, Syaifi, Elektronika Dasar untuk SMK, Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan RI, 2017. A.R.Hambley, Electronics, Prentice Hall, 2000. https://teknikelektronika.com/pengertian-dioda-schottky-prinsip-kerja-schottky-dio de/, diakses tanggal 10 April 2017. https://teknikelektronika.com/jenis-jenis-komponen-elektronika-beserta-fungsi-da n-simbolnya/, diakses tanggal 10 April 2017. http://www.nulis-ilmu.com/2015/08/memahami-karakteristik-dioda.html, diakses tanggal 10 April 2017. https://teknikelektronika.com/pengertian-ic-integrated-circuit-aplikasi-fungsi-ic/, diakses tanggal 10 April 2017. Sutiman, Listrik dan Elektonika Dasar, Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta, 2004. Willem, Teknik Listrik Dasar Otomotif untuk SMK, Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan RI, 2015. Kunci Jawaban 1. B 2. A 3. B 4. D 5. D 6. C 7. E 8. C 9. E 10. D