Tampilkan postingan dengan label ELEKTRONIKA. Tampilkan semua postingan
Selasa, 28 Januari 2014
TRANSISTOR
TRANSISTOR
A. Pengertian
Transistor adalah alat
semikonduktor yang
dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching),
stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor
dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT)
atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat
akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Pada
umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan
Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai
untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis,
yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.
Transistor
merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam
rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian
analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan
penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan
sebagai saklar berkecepatan tinggi.
Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi
sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.
B. Cara kerja
Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada
dua tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau
transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET),
yang masing-masing bekerja secara berbeda.
Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal
konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan
lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus
melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat
diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama
tersebut.
FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya
menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe
FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit
dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar
dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari
daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang diberikan,
untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk
masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut.
C. Jenis-jenis
transistor
 |
PNP
|
 |
P-channel
|
 |
NPN
|
 |
N-channel
|
|
BJT
|
JFET
|
Simbol
Transistor dari Berbagai Tipe
Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan
banyak kategori:
·
Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium
Arsenide
·
Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic,
Surface Mount, IC, dan lain-lain
·
Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC(Integrated Circuit) dan lain-lain.
·
Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel
·
Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High
Power
·
Maximum frekuensi kerja: Low, Medium, atau High
Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain
·
Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio,
Tegangan Tinggi, dan lain-lain
1. BJT
BJT (Bipolar Junction Transistor)
adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan
sebagai dua diode yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada
tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan
basis (B).
Perubahan arus listrik dalam jumlah
kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam
jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan
transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan
arus pada basis biasanya dilambangkan dengan β atau 
. β biasanya berkisar sekitar 100 untuk
transistor-transisor BJT.
. β biasanya berkisar sekitar 100 untuk
transistor-transisor BJT.
2. FET
FET dibagi menjadi dua keluarga: Junction
FET (JFET) dan Insulated Gate FET (IGFET) atau
juga dikenal sebagai Metal Oxide
Silicon (atau Semiconductor) FET (MOSFET). Berbeda dengan IGFET, terminal gate
dalam JFET membentuk sebuah diode dengan kanal (materi semikonduktor antara Source
dan Drain). Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFET menjadi sebuah versi
solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah diode antara grid dan katode. Dan juga, keduanya (JFET dan tabung vakum) bekerja di
"depletion mode", keduanya memiliki impedansi input tinggi, dan
keduanya menghantarkan arus listrik dibawah kontrol tegangan input.
FET lebih jauh lagi dibagi menjadi
tipe enhancement mode dan depletion mode. Mode
menandakan polaritas dari tegangan gate dibandingkan dengan source saat FET
menghantarkan listrik. Jika kita ambil N-channel FET sebagai contoh: dalam
depletion mode, gate adalah negatif dibandingkan dengan source, sedangkan dalam
enhancement mode, gate adalah positif. Untuk kedua mode, jika tegangan gate
dibuat lebih positif, aliran arus di antara source dan drain akan meningkat.
Untuk P-channel FET, polaritas-polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFET
adalah tipe enhancement mode, dan hampir semua JFET adalah tipe depletion mode.
DIODA
Fungsi, Jenis-Jenis Dan Pengertian Dioda
Dioda adalah komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan (junction) P-N. Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambat arus pada tegangan balik. Dioda berasal dari pendekatan kata dua elektroda yaitu anoda dan katoda. Dioda semikonduktor
hanya melewatkan arus searah saja (forward), sehingga banyak digunakan
sebagai komponen penyearah arus. Secara sederhana sebuah dioda bisa kita
asumsikan sebuah katup, dimana katup tersebut akan terbuka manakala air
yang mengalir dari belakang katup menuju kedepan, sedangkan katup akan
menutup oleh dorongan aliran air dari depan katup.
SIMBOL UMUM DIODA
Dioda
disimbolkan dengan gambar anak panah yang pada ujungnya terdapat garis
yang melintang. Simbol tersebut sebenarnya adalah sebagai perwakilan
dari cara kerja dioda itu sendiri. Pada pangkal anak panah disebut juga
sebagai anoda (kaki positif = P) dan pada ujung anak panah disebut
sebagai katoda (kaki negative = N).
FUNGSI DIODA
1. Sebagai penyearah, untuk dioda bridge
2. Sebagai penstabil tegangan (voltage regulator), untuk dioda zener
3. Pengaman / sekering
4.
Sebagai rangkaian clipper, yaitu untuk memangkas / membuang level
sinyal yang ada di atas atau di bawah level tegangan tertentu.
5. Sebagai rangkaian clamper, yaitu untuk menambahkan komponen DC kepada suatu sinyal AC
6. Sebagai pengganda tegangan.
7. Sebagai indikator, untuk LED (light emiting diode)
8. Sebagai sensor panas, contoh aplikasi pada rangkaian power amplifier
9. Sebagai sensor cahaya, untuk dioda photo
10. Sebagai rangkaian VCO (voltage controlled oscilator), untuk dioda varactor
JENIS DIODA
1. Dioda standar
Dioda
jenis ini ada dua macam yaitu silikon dan germanium. Dioda silikon
mempunyai tegangan maju 0.6 V sedangkan dioda germanium 0.3 V. Dioda
jenis ini mempunyai beberapa batasan tertentu tergantung spesifikasi.
Batasan batasan itu seperti batasan tegangan reverse, frekuensi, arus,
dan suhu. Tegangan maju dari dioda akan turun 0.025 V setiap kenaikan 1
derajat dari suhu normal.
Sesuai karakteristiknya dioda ini bisa dipakai untuk fungsi-fungsi sebagai berikut:
1. Penyearah sinyal AC
2. Pemotong level
3. Sensor suhu
4. Penurun tegangan
5. Pengaman polaritas terbalik pada DC input
Contoh dioda jenis ini adalah 1N400x (1A), 1N5392 (1.5A), dan 1N4148 (500mA).
2. LED (light emiting diode)
Dioda
jenis ini mempunyai lapisan fosfor yang bisa memancarkan cahaya saat
diberi polaritas pada kedua kutubnya. LED mempunyai batasan arus
maksimal yang mengalir melaluinya. Diatas nilai tersebut dipastikan umur
led tidak lama. Jenis led ditentukan oleh cahaya yang dipancarkan.
Seperti led merah, hijau, biru, kuning, oranye, infra merah dan laser
diode. Selain sebagai indikator beberapa LED mempunyai fungsi khusus
seperti LED inframerah yang dipakai untuk transmisi pada sistem remote
control dan opto sensor juga laser diode yang dipakai untuk optical
pick-up pada sistem CD. Dioda jenis ini dibias maju (forward).
3. Dioda Zener
Fungsi
dari dioda zener adalah sebagai penstabil tegangan. Selain itu dioda
zener juga dapat dipakai sebagai pembatas tegangan pada level tertentu
untuk keamanan rangkaian. Karena kemampuan arusnya yang kecil maka pada
penggunaan dioda zener sebagai penstabil tegangan untuk arus besar
diperlukan sebuah buffer arus. Dioda zener dibias mundur (reverse).
4. Dioda photo
Dioda
photo merupakan jenis komponen peka cahaya. Dioda ini akan menghantar
jika ada cahaya yang mauk dengan intensitas tertentu. aplikasi dioda
photo banyak pada sistem sensor cahaya (optical). Contoh : pada
optocoupler dan optical pick-up pada sistem CD. Dioda photo dibias maju
(forward).
5. Dioda varactor
Kelebihan
dari dioda ini adalah mampu menghasilkan nilai kapasitansi tertentu
sesuai dengan besar tegangan yang diberikan kepadanya. Dengan dioda ini
maka sistem penalaan digital pada sistem transmisi frekuensi tinggi
mengalami kemajuan pesat, seperti pada radio dan televisi. Contoh sistem
penalaan dengan dioda ini adalah dengan sistem PLL (Phase lock loop),
yaitu mengoreksi oscilator dengan membaca penyimpangan frekuensinya
untuk kemudian diolah menjadi tegangan koreksi untuk oscilator. Dioda
varactor dibias reverse
KARAKTERISTIK DIODA
1. Bias Maju Dioda
Adalah
cara pemberian tegangan luar ke terminal diode. Jika anoda dihubungkan
dengan kutub positif batere, dan katoda dihubungkan dengan kutub
negative batere, maka keadaan diode ini disebut bias maju (forward
bias). Aliran arus dari anoda menuju katoda, dan aksinya sama dengan
rangkaian tertutup. Pada kondisi bias ini akan terjadi aliran arus
dengan ketentuan beda tegangan yang diberikan ke diode dan akan selalu
positif.
2. Bias Mundur Dioda
Sebaliknya
bila anoda diberi tegangan negative dan katoda diberi tegangan positif,
arus yang mengalir jauh lebih kecil dari pada kondisi bias maju. Bias
ini dinamakan bias mundur (reverse bias) pada arus maju diperlakukan
baterai tegangan yang diberikan dengan tidak terlalu besar maupun tidak
ada peningkatan yang cukup significant.
Sebagai
karakteristik dioda, pada saat reverse, nilai tahanan diode tersebut
relative sangat besar dan diode ini tidak dapat menghantarkan arus
listrik. Nilai-nilai yang didapat, baik arus maupun tegangan tidak boleh
dilampaui karena akan mengkibatkan rusaknya dioda.
INDUKTOR
Fungsi, Jenis-Jenis Dan Pengertian Induktor
Dalam elektronika, Induktor adalah
salah satu komponen yang cara kerjanya berdasarkan induksi magnet.
Induktor biasa disebut juga spul dibuat dari bahan kawat beremail tipis.
Induktor dibuat dari bahan tembaga, diberi simbol L dan satuannya Henry
disingkat H.
Kaidah tangan kanan
Fungsi pokok induktor
adalah untuk menimbulkan medan magnet. Induktor berupa kawat yang
digulung sehingga menjadi kumparan. Kemampuan induktor untuk menimbulkan
medan magnet disebut konduktansi. Satuan induktansi adalah henry (H)
atau milihenry (mH). Untuk memperbesar induktansi, didalam kumparan
disisipkan bahan sebagai inti. Induktor yang berinti dari bahan besi
disebut elektromagnet. Induktor memiliki sifat menahan arus AC dan
konduktif terhadap arus DC.
Macam-Macam Induktor
Macam-macam induktor menurut bahan pembuat intinya dapat dibagi 4 yaitu :
Induktor dengan inti udara ( air core )
Induktor dengan inti besi
Induktor dengan inti ferit
Induktor dengan perubahan inti
Prinsip Kerja Induktor
Kegunaan Induktor dalam sistem elektronik
Apakah Anda tahu fungsi dari Induktor ?
Induktor dalam rangkaian listrik atau elektronika dapat diaplikasikan kedalam rangkaian:
Relay
Speaker
Buzzer
Bleeper
Induktor berfungsi sebagai :
1. tempat terjadinya gaya magnet
2. pelipat tegangan
3. pembangkit getaran
Berdasarkan kegunaannya Induktor bekerja pada :
1. frekuensi tinggi pada spul antena dan osilator
2. frekuensi menengah pada spul MF
3. frekuensi rendah pada trafo input, trafo output, spul speaker, trafo tenaga, spul relay dan spul penyaring
Terjadinya Medan Magnet
Induktansi Searah
Bila
kita mengalirkan arus listrik melalui kabel, terjadilah garis-garis
gaya magnet. Bila kita mengalirkan arus melalui spul atau coil
(kumparan) yang dibuat dari kabel yang digulung, akan terjadi
garis-garis gaya dalam arah sama yang membangkitkan medan magnet.
Kekuatan medan magnet sama dengan jumlah garis-garis gaya magnet, dan
berbanding lurus dengan hasil kali dari jumlah gulungan dalam kumparan
dan arus listrik yang melalui kumparan tersebut.
Induktor terhubung sumber tegangan DC
Induktansi Bolak-balik
Bila
dua kumparan ditempatkan berdekatan satu sama lain dan salah satu
kumparan (L1) diberi arus listrik AC, pada L1 akan terjadi fluks magnet.
Fluk magnet ini akan melalui kumparan kedua (L2) dan akan membangkitkan
emf (elektro motorive force) pada kumparan L2. Efek seperti ini disebut
induksi timbal balik (mutual induction). Hal seperti ini biasanya kita
jumpai pada transformator daya.
Induktor terhubung sumber tegangan AC
Perlawanan
yang diberikan kumparan tersebut dinamakan reaktansi induktif.
Reaktansi Induktif ini diberi simbol XL dalam satuan Ohm.
XL = 2πfL
Keterangan :
π = 3.14
F = frekwensi arus bolak-balik ( Hz)
L = Induktansi ( Henry )
∞ = kecepatan sudut ( 2πfL)
XL = reaktansi induktif ( Ω )
Pengisian Induktor
Bila
kita mengalirkan arus listrik I, maka terjadilah garis-garis gaya
magnet. Bila kita mengalirkan arus melalui spul atau coil (kumparan)
yang dibuat dari kabel yang digulung,a akan terjadi garis-garis gaya
dalam arah sama membangkitkan medan magnet. Kekuatan medan magnet sama
dengan jumlah garis-garis gaya magnet dan berbanding lurus dengan hasil
kali dari jumlah gulungan dalam kumparan dan arus listrik yang melalui
kumparan tersebut. Contoh rangkaian :
Rangkaian Pengisian Induktasi dengan tegangan DC
Bila
arus bolak–balik mengalir pada induktor, maka akan timbul gaya gerak
listrik (ggl) induksi Hal ini berarti antara arus dan tegangan berbeda
fase sebesar Л / 2 = 900 dan arus tertinggal (lag) dari tegangan sebesar
900. 2Лf merupakan perlawanan terhadap aliran arus
Rangkaian Pengisian Induktasi dengan tegangan AC
Pengosongan Induktor
Bila
arus listrik l sudah memenuhi lilitan , maka terjadilah arus akan
bergerak berlawanan arah dengan proses pengisian sehingga pembangkitan
medan magnet dengan garis gaya magnet yang sama akan menjalankan fungsi
dari lilitan tersebut makin tinggi nilai L ( induktansi) yang dihasilkan
maka makin lama proses pengosongannya.
Rangkaian Pengosongan Induktasi
Menghitung Impedansi Induktor
Setelah diperoleh nilai XL maka Impedansi dapat di hitung :
Z disebut impedansi Seri dengan satuan Ω (ohm)
Dari
gambar vektor diatas (maaf tidak ada gambar, silahkan cari sendiri),
sudut antara V dengan VR disebut sudut fase atau beda fase. Cosinus
sudut tersebut disebut dengan faktor daya dengan rumus:
Sehingga yang dimaksud dengan factor daya adalah :
Cosinus sudut yang lagging atau leading.
Perbandingan R/Z = resistansi / impedansi
Perbandingan daya sesungguhnya dengan daya semu.
Sifat Induktor terhadap arus AC dan DC
Rangkaian induktor terhadap AC
Bila arus bolak–balik mengalir pada induktor, maka akan timbul gaya gerak listrik (ggl) induksi yang besarnya:
bila e = Em sin ωt, maka:
e = Em sin ωt
i = Im sin (ωt – 90), maka:
Besarnya XL = 2.Л.f. L dengan ketentuan :
XL adalah reaktansi induktif (Ω)
Л adalah 3, 14
f adalah frekuensi (Hz)
L adalah induktansi (H)
Rumus yang Berhubungan dengan Induktor
a. Jumlah Lilitan Kawat sebuah Induktor
Keterangan :
N adalah jumlah lilitan
p adalah panjang kawat (centi meter)
r adalah jari-jari kawat (centi meter)
L adalah induktansi ( Henry )
b. Reaktansi Induktif
XL = 2πfL
Keterangan :
XL adalah reaktansi induktif (Ω)
Л adalah 3, 14
f adalah frekuensi (Hz)
L adalah induktansi (H)
c. Menghitung Impedansi Rangkaian R L seri
Keterangan :
Z adalah impedansi
R adalah hambatan (Ω)
L adalah induktansi ( henry )
d. Menghitung Impedansi Rangkaian R L paralel
Keterangan :
Z adalah impedansi
R adalah hambatan (Ω)
L adalah induktansi ( henry )
e. Nilai Faktor Kualitasnya (Q)
Keterangan :
Q adalah factor qualitas
XL adalah reaktansi induktif (Ω)
R adalah Resistansi (Ω)
f. Rangkaian L dan C Seri
Keterangan :
Q adalah factor daya
V1 adalah tegangan (V)
Rangkaian Induktor
Hubungan Seri
Caranya
dengan menghubungkan ujung satu di samping ujung induktor yang satu
lagi. Besar reaktansinya adalah jumlah reaktansi induktif yang
dihubungkan seri tersebut.
Rangkaian seri induktor
XLT = 2πfL1 + 2πfL2 + 2πfL3
LT = L1 + L2 + L3
Contoh :
Jika diketahui :
L1 = 10 mH
L2 = 5 mH
L3 = 4 mH
dengan frekwensi 50 Hz
Maka XLT = 2ΠfL1 + 2ΠfL2 + 2ΠfL3
= 2 x 3,14 x 10 mH +2 x 3,14 x 5 mH +2 x 3,14 x 4 mH
= 5,966 ohm
LT = L1 + L2 + L3 = 19 mH
XLT = jumlah reaktansi induktif
LT = jumlah induksi total
Hubungan Pararel
Hubungan
pararel terjadi bila semua ujung induktor digabung menjadi satu dan
ujung yang lainnya juga digabungkan ,kemudian setiap ujung gabungan
dengan suatu sumber tegangan.
Rangkaian paralel induktor
Rangkaian R-L seri
Rangkaian seri R-L dan diagram vektor
Dalam
rangkaian seri, besarnya arus pada tiap–tiap beban sama. Akan tetapi,
tegangan tiap–tiap beban tidak sama, baik besar maupun arahnya. Pada
beban R, arus dan tegangan sebesar 900.
Rangkaian Paralel R dan L
Rangkaian parallel R – L
Dalam
rangkaian parallel tegangan tiap komponen atau cabang adalah sama besar
dengan tegangan sumber. Akan tetapi, arus tiap komponen berbeda besar
dan fasenya.
Arus tiap komponen ialah :
Arus pada resistor :
arus sefase dengan tegangan
Arus pada induktor :
arus tertinggal dari tegangan sebesar 900
Langganan:
Postingan
(
Atom
)
