RESISTOR

Resistor adalah komponen elektronika yang selalu digunakan dalam setiap rangkaian elektronika karena dia berfungsi sebagai pengatur arus listrik. Dengan resistor listrik dapat didistribusikan sesuai dengan kebutuhan. Tentunya anda bertanya-tanya, apa itu resistor ?, seperti apa bentuknya ?, bagaimana cara kerjanya ?, oops…, nanti dulu saya baru akan menjelaskannya.

Browser Anda tidak support Flash 7
Ilustrasi Arus Air untuk mengetahui cara kerja Resistor

Setelah anda perhatikan animasi tadi, tentunya anda sudah mempunyai gambaran tentang bagaimana prinsip kerja dari sebuah resistor. Yah anda anggap saja arus air yang ada di animasi itu sebagai arus listrik, sedangkan bendungan sebagai resistornya. Jadi bila bendungan 1 kita anggap sebagai resistor 1 dan bendungan 2 sebagai resistor 2, maka besarnya arus tergantung dari besar kecilnya pintu bendungan yang kita buka. Semakin besar kita membuka pintu bendungan semakin besar juga arus yang melewati bendungan tersebut bila ingin lebih besar lagi arusnya, yah tidak usah dipasang bendungannya atau dibiarkan saja, jadi bila kita menginginkan arus yang besar maka kita pasang resistor yang nilai resistansi ( tahanan ) nya kecil, mendekati nol atau sama dengan nol atau tidak dipasang sama sekali dengan demikian arus tidak lagi dibatasi. Nah seperti itulah kira-kira fungsi Resistor dalam sebuah rangkaian elektronika.

Suatu fungsi dalam dunia teknik tentunya mempunyai satuan atau besaran, misalnya untuk berat kita tahu bahwa pada umumnya satuannya adalah “gram”, satuan jarak pada umumnya orang memakai satuan ” meter “. Nah untuk resistor satuannya adalah OHM, jadi mulai sekarang kita biasakan untuk menyebut besarnya nilai suatu resistor atau tahanan kita gunakan satuan OHM, yang sebenarnya berasal dari kata OMEGA. Maka tidaklah heran bila lambang dari OHM berbentuk seperti tapal kuda orang yunani menyebutnya omega entah kenapa demikian saya juga kurang paham karena saya bukan ahli sejarah he he he . Ok, jadi bila nanti anda melihat rangkaian elektronika lalu disitu tertulis misalnya 470 maka itu adalah sebuah resistor dengan nilai 470 OHM.., paham..!!.

Didalam rangkaian elektronika resistor dilambangkan dengan angka ” R ” , sedangkan icon nya seperti ini : . Ada beberapa jenis resistor yang ada dipasaran antara lain : Resistor Carbon, Wirewound, dan Metal Film. Ada juga Resistor yang dapat diubah-ubah nilai resistansinya antara lain : Potensiometer dan Trimpot. Selain itu ada juga Resistor yang nilai resistansinya berubah bila terkena cahaya namanya LDR ( Light Dependent Resistor ) dan Resistor yang yang nilai resistansinya berubah tergantung dari suhu disekitarnya namanya NTC ( Negative Thermal Resistance ) agar lebih jelas coba anda perhatikan gambar 1-a, dan animasi berikut ini :

Browser Anda tidak support Flash 7
Prinsip Dasar, Cara Kerja Sebuah LDR

Berbagai Jenis type dan bentuk Resistor
Berbagai Jenis type dan bentuk Resistor

Potensiometer L D R N T C Trimpot
Lambang-lambang dari beberapa Jenis Resistor
Hmmm…, bagaimana friend !. Saya rasa sampai disini anda sudah memahami prinsip kerja dari resisor. Sekarang mari kita lanjutkan dengan materi yang lain.

Untuk resistor jenis carbon maupun metalfilm biasanya digunakan kode-kode warna sebagai petunjuk besarnya nilai resistansi ( tahanan ) dari resistor. Kode-kode warna itu melambangkan angka ke-1, angka ke-2, angka perkalian dengan 10 ( multiflier ), nilai toleransi kesalahan, dan nilai qualitas dari resistor. Kode warna itu antara lain Hitam, Coklat, Merah, Orange, Kuning, Hijau, Biru, Ungu, Abu-abu, Putih, Emas dan Perak. ( lihat gambar 1-b dan tabel 1 ). Warna hitam untuk angka 0, coklat untuk angka 1, merah untuk angka 2, orange untuk angka 3, kuning untuk angka 4, hijau untuk angka 5, biru untuk angka 6, ungu untuk angka 7, abu-abu untuk angka 8, dan putih untuk angka 9. Sedangkan warna emas dan perak biasanya untuk menunjukan nilai toleransi yaitu emas nilai toleransinya 10 %, sedangkan perak nilai toleransinya 5 %.

Wah banyak sekali sulit untuk menghafalnya..!, hmmm.., kalau anda merasa kesulitan menghafal kode warna dari resistor beserta nilainya, coba perhatikan teks yang saya beri huruf tebal diatas. Kalau disatukan akan menjadi sebuah kata yang mungkin mudah bagi anda untuk menhafalnya ( Hi Co Me O Ku Hi B U A P == 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ). Ok sekali lagi coba anda lihat gambar 1-b dan tabel 1

KODE WARNA APPLET WARNA NILAI TOLERANSI
Hitam 0 —–
Coklat 1 —–
Merah 2 —–
Orange 3 —–
Kuning 4 —–
Hijau 5 —–
Biru 6 —–
Ungu 7 —–
Abu-abu 8 —–
Putih 9 —–
Emas 0,1 10 %
Perak 0,01 1 %
Nah sekarang mari kita mencoba membaca nilai suatu resistor. Misalkan anda melihat sebuah resistor dengan kode warna sebagai berikut : Coklat, merah, merah, dan emas. Berapa nilai resistansi dari resistor tersebut..?. ( Perlu diingat..! : Untuk membaca angka pertama dari kode warna resistor anda harus melihat warna yang paling dekat dengan ujung sebuah resistor dan biasanya untuk angka ke-1,2 dan 3 saling berdekatan sedangkan untuk kode warna dari toleransi agak jauh dari warna-warna yang lain, sekali lagi lihat gambar 1-b dan tabel 1

Untuk membaca kode warna resistor seperti yang dipermasalahkan diatas, kita mulai menerjemahkan satu persatu kode tersebut. Warna pertama Coklat, berarti angka 1, warna kedua warna merah, berarti angka 2, warna ketiga warna merah berarti multiflier, perkalian dengan 10 pangkat 2. kalau diterjemahkan 12 X 10 2 = 12 X 100 = 1200. Berarti 1200 Ohm. dengan nilai toleransi sebesar 10 %. Akurasi dari resistor tersebut berarti 1200 X ( 10 : 100 ) = 1200 X ( 1 : 10 ) = 120. ( he he he, itulah ilmu exacta selalu berhubungan dengan matematika yupsss, padahal saya juga pusing nih ngitung-ngitung yang ginian, ha ha ha.. selingan aja ) jadi nilai sebenarnya dari resistor tersebut adalah maximum 1200 + 120 = 1320 Ohm, sedangkan nilai minimum nya adalah 1200 – 120 = 1080 Ohm. Kenapa demikian …?. Karena karakteristik dari bahan baku resistor tidak sama, walaupun pabrik sudah mengusahakan agar dapat menjadi standart tetapi apa daya prosesnya menjadi tidak standart. Untuk itulah pabrik menyantumkan nilai toleransi dari sebuah resistor agar para designer dapat memperkirakan seberapa besar faktor x yang harus mereka fikirkan agar menghasilkan yang mereka kehendaki.

Sekarang coba saya kasih soal lalu anda cari nilai nya sendiri, ( buat PR . he he he…, kayak anak SD aja ). Soalnya begini : Didalam sebuah rangkaian saya melihat sebuah resistor jenis carbon dengan warna-warna sebagai berikut ; Merah, Kuning, Hijau dan Perak. Berapa nilai minimum dari resistor tersebut ?.

Di dalam praktek para designer sering kali membutuhkan sebuah resistor dengan nilai tertentu. Akan tetapi nilai resistor tersebut tidak ada di toko penjual, bahkan pabrik sendiri tidak memproduksinya. Lalu bagaimana solusinya..?. Nah…!, seperti yang pernah saya singgung diatas bahwa ilmu exacta selalu berhubungan dengan matematika, maka untuk mendapatkan suatu nilai resistor dengan resistansi yang unik dapat dilakukan dua cara ; Pertama cara SERIAL, dan yang kedua cara PARALEL. ( Wah.., nambah pusing lagi nih..! ). Dengan cara demikian maka masalah designer diatas dapat terpecahkan. Bagaimana cara Serial dan bagaimana pula cara Paralel, untuk lebih jelasnya coba anda perhatikan gambar 1-d.

Cara memasang Resistor cara Serial dan Paralel

Dengan Cara tersebut suatu nilai resistor dapat menjadi unik. Lalu bagaimana menghitungnya ?, Ehmm. mudah saja, untuk cara serial anda tinggal menambahkan saja nilai resistor 1 dan nilai resistor 2. ( R1 + R2 ) . Sedangkan untuk cara paralel anda dituntut untuk mengerti ALJABAR ( wah-wah lagi-lagi matematika ) tapi mudah kok. Kalau ingin mahir Matematika buka saja topik yang membahas khusus tentang matematika di situs ini juga. Ok kembali ke permasalahan. Untuk cara paralel ditentukan rumus sebagai berikut : misalkan kita memparalel dua buah resistor, resistor pertama diberi nama R1 dan resistor kedua diberi nama R2, maka rumusnya adalah : 1/R= ( 1/R1 ) + ( 1/R2 )

Contoh : Kita mempunyai dua buah resistor dengan nilai berikut R1=1000 Ohm , R2=2000 Ohm, bila kita menggunakan cara serial maka didapat hasil R1+R2 1000+2000 = 3000 Ohm, sedangkan bila kita menggunakan cara Paralel maka didapat hasil :

       1 / R = 1 / R1 + 1 / R2
       1 / R = (1/1000) + (1/2000)
       1 / R = (2000 + 1000) / (1000 X 2000) 
       1 / R = (3000) / (2000000)
       1 / R = 3 / 2000
          3R = 2000
           R = 2000 / 3
           R = 666,7 Ohm -----> Resistor Hasil Paralel.
silahkan buktikan sendiri dengan persamaan aljabar dalam matematika.

DIODA

Dalam elektronika, dioda adalah komponen aktif bersaluran dua (dioda termionik mungkin memiliki saluran ketiga sebagai pemanas). Dioda mempunyai dua elektroda aktif dimana isyarat listrik dapat mengalir, dan kebanyakan dioda digunakan karena karakteristik satu arah yang dimilikinya. Dioda varikap (VARIable CAPacitor/kondensator variabel) digunakan sebagai kondensator terkendali tegangan.

Sifat kesearahan yang dimiliki sebagian besar jenis dioda seringkali disebut karakteristik menyearahkan. Fungsi paling umum dari dioda adalah untuk memperbolehkan arus listrik mengalir dalam suatu arah (disebut kondisi panjar maju) dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur). Karenanya, dioda dapat dianggap sebagai versi elektronik dari katup pada transmisi cairan.

Dioda sebenarnya tidak menunjukkan kesearahan hidup-mati yang sempurna (benar-benar menghantar saat panjar maju dan menyumbat pada panjar mundur), tetapi mempunyai karakteristik listrik tegangan-arus taklinier kompleks yang bergantung pada teknologi yang digunakan dan kondisi penggunaan. Beberapa jenis dioda juga mempunyai fungsi yang tidak ditujukan untuk penggunaan penyearahan.

Awal mula dari dioda adalah peranti kristal Cat’s Whisker dan tabung hampa (juga disebut katup termionik). Saat ini dioda yang paling umum dibuat dari bahan semikonduktor seperti silikon atau germanium.



Sejarah

Walaupun dioda kristal (semikonduktor) dipopulerkan sebelum dioda termionik, dioda termionik dan dioda kristal dikembangkan secara terpisah pada waktu yang bersamaan. Prinsip kerja dari dioda termionik ditemukan oleh Frederick Guthrie pada tahun 1873[1] Sedangkan prinsip kerja dioda kristal ditemukan pada tahun 1874 oleh peneliti Jerman, Karl Ferdinand Braun[2].

Pada waktu penemuan, peranti seperti ini dikenal sebagai penyearah (rectifier). Pada tahun 1919, William Henry Eccles memperkenalkan istilah dioda yang berasal dari di berarti dua, dan ode (dari ὅδος) berarti “jalur”.

Prinsip kerja

Prinsip kerja dioda termionik ditemukan kembali oleh Thomas Edison pada 13 Februari 1880 dan dia diberi hak paten pada tahun 1883 (U.S. Patent 307031), namun tidak dikembangkan lebih lanjut. Braun mematenkan penyearah kristal pada tahun 1899[3]. Penemuan Braun dikembangkan lebih lanjut oleh Jagdish Chandra Bose menjadi sebuah peranti berguna untuk detektor radio.

Penerima radio

Penerima radio pertama yang menggunakan dioda kristal dibuat oleh Greenleaf Whittier Pickard. Dioda termionik pertama dipatenkan di Inggris oleh John Ambrose Fleming (penasihat ilmiah untuk Perusahaan Marconi dan bekas karyawan Edison[4]) pada 16 November 1904 (diikuti oleh U.S. Patent 803684 pada November 1905). Pickard mendapatkan paten untuk detektor kristal silikon pada 20 November 1906 (U.S. Patent 836531).

Dioda termionik

Simbol untuk dioda tabung hampa pemanasan taklangung, dari atas kebawah adalah anoda, katoda dan filamen pemanas

Dioda termionik adalah sebuah peranti katup termionik yang merupakan susunan elektroda-elektroda di ruang hampa dalam sampul gelas. Dioda termionik pertama bentuknya sangat mirip dengan bola lampu pijar.

Dalam dioda katup termionik, arus listrik yang melalui filamen pemanas secara tidak langsung memanaskan katoda (Beberapa dioda menggunakan pemanasan langsung, dimana filamen wolfram berlaku sebagai pemanas sekaligus juga sebagai katoda), elektroda internal lainnya dilapisi dengan campuran barium dan strontium oksida, yang merupakan oksida dari logam alkali tanah. Substansi tersebut dipilih karena memiliki fungsi kerja yang kecil. Bahang yang dihasilkan menimbulkan pancaran termionik elektron ke ruang hampa. Dalam operasi maju, elektroda logam disebelah yang disebut anoda diberi muatan positif jadi secara elektrostatik menarik elektron yang terpancar.

Walaupun begitu, elektron tidak dapat dipancarkan dengan mudah dari permukaan anoda yang tidak terpanasi ketika polaritas tegangan dibalik. Karenanya, aliran listrik terbalik apapun yang dihasilkan dapat diabaikan.

Dalam sebagian besar abad ke-20, dioda katup termionik digunakan dalam penggunaan isyarat analog, dan sebagai penyearah pada pemacu daya. Saat ini, dioda katup hanya digunakan pada penggunaan khusus seperti penguat gitar listrik, penguat audio kualitas tinggi serta peralatan tegangan dan daya tinggi.

Dioda semikonduktor

Sebagian besar dioda saat ini berdasarkan pada teknologi pertemuan p-n semikonduktor. Pada dioda p-n, arus mengalir dari sisi tipe-p (anoda) menuju sisi tipe-n (katoda), tetapi tidak mengalir dalam arah sebaliknya.

Tipe lain dari dioda semikonduktor adalah dioda Schottky yang dibentuk dari pertemuan antara logam dan semikonduktor (sawar Schottky) sebagai ganti pertemuan p-n konvensional.

Karakteristik arus–tegangan

Karakteristik arus–tegangan dari dioda, atau kurva I–V, berhubungan dengan perpindahan dari pembawa melalui yang dinamakan lapisan penipisan atau daerah pemiskinan yang terdapat pada pertemuan p-n diantara semikonduktor. Ketika pertemuan p-n dibuat, elektron pita konduksi dari daerah N menyebar ke daerah P dimana terdapat banyak lubang yang menyebabkan elektron bergabung dan mengisi lubang yang ada, baik lubang dan elektron bebas yang ada lenyap, meninggalkan donor bermuatan positif pada sisi-N dan akseptor bermuatan negatif pada sisi-P. Daerah disekitar pertemuan p-n menjadi dimiskinkan dari pembawa muatan dan karenanya berlaku sebagai isolator.

Walaupun begitu, lebar dari daerah pemiskinan tidak dapat tumbuh tanpa batas. Untuk setiap pasangan elektron-lubang yang bergabung, ion pengotor bermuatan positif ditinggalkan pada daerah terkotori-n dan ion pengotor bermuatan negatif ditinggalkan pada daerah terkotori-p. Saat penggabungan berlangsung dan lebih banyak ion ditimbulkan, sebuah medan listrik terbentuk didalam daerah pemiskinan yang memperlambat penggabungan dan akhirnya menghentikannya. Medan listrik ini menghasilkan tegangan tetap dalam pertemuan.

Jenis-jenis dioda semikonduktor

Kemasan dioda sejajar dengan simbolnya, pita menunjukkan sisi katoda

Beberapa jenis dioda

Ada beberapa jenis dari dioda pertemuan yang hanya menekankan perbedaan pada aspek fisik baik ukuran geometrik, tingkat pengotoran, jenis elektroda ataupun jenis pertemuan, atau benar-benar peranti berbeda seperti dioda Gunn, dioda laser dan dioda MOSFET.

Dioda biasa

Beroperasi seperti penjelasan di atas. Biasanya dibuat dari silikon terkotori atau yang lebih langka dari germanium. Sebelum pengembangan dioda penyearah silikon modern, digunakan kuprous oksida (kuprox)dan selenium, pertemuan ini memberikan efisiensi yang rendah dan penurunan tegangan maju yang lebih tinggi (biasanya 1.4–1.7 V tiap pertemuan, dengan banyak lapisan pertemuan ditumpuk untuk mempertinggi ketahanan terhadap tegangan terbalik), dan memerlukan benaman bahang yang besar (kadang-kadang perpanjangan dari substrat logam dari dioda), jauh lebih besar dari dioda silikon untuk rating arus yang sama.

Dioda bandangan

Dioda yang menghantar pada arah terbalik ketika tegangan panjar mundur melebihi tegangan dadal dari pertemuan P-N. Secara listrik mirip dan sulit dibedakan dengan dioda Zener, dan kadang-kadang salah disebut sebagai dioda Zener, padahal dioda ini menghantar dengan mekanisme yang berbeda yaitu efek bandangan. Efek ini terjadi ketika medan listrik terbalik yang membentangi pertemuan p-n menyebabkan gelombang ionisasi pada pertemuan, menyebabkan arus besar mengalir melewatinya, mengingatkan pada terjadinya bandangan yang menjebol bendungan. Dioda bandangan didesain untuk dadal pada tegangan terbalik tertentu tanpa menjadi rusak. Perbedaan antara dioda bandangan (yang mempunyai tegangan dadal terbalik diatas 6.2 V) dan dioda Zener adalah panjang kanal yang melebihi rerata jalur bebas dari elektron, jadi ada tumbukan antara mereka. Perbedaan yang mudah dilihat adalah keduanya mempunyai koefisien suhu yang berbeda, dioda bandangan berkoefisien positif, sedangkan Zener berkoefisien negatif.

Dioda Cat’s whisker

Ini adalah salah satu jenis dioda kontak titik. Dioda cat’s whisker terdiri dari kawat logam tipis dan tajam yang ditekankan pada kristal semikonduktor, biasanya galena atau sepotong batu bara[5]. Kawatnya membentuk anoda dan kristalnya membentuk katoda. Dioda Cat’s whisker juga disebut dioda kristal dan digunakan pada penerima radio kristal.

Dioda arus tetap

Ini sebenarnya adalah sebuah JFET dengan kaki gerbangnya disambungkan langsung ke kaki sumber, dan berfungsi seperti pembatas arus dua saluran (analog dengan Zener yang membatasi tegangan). Peranti ini mengizinkan arus untuk mengalir hingga harga tertentu, dan lalu menahan arus untuk tidak bertambah lebih lanjut.

Esaki atau dioda terobosan

Dioda ini mempunyai karakteristik resistansi negatif pada daerah operasinya yang disebabkan oleh quantum tunneling, karenanya memungkinkan penguatan isyarat dan sirkuit dwimantap sederhana. Dioda ini juga jenis yang paling tahan terhadap radiasi radioaktif.

Dioda Gunn

Dioda ini mirip dengan dioda terowongan karena dibuat dari bahan seperti GaAs atau InP yang mempunyai daerah resistansi negatif. Dengan panjar yang semestinya, domain dipol terbentuk dan bergerak melalui dioda, memungkinkan osilator gelombang mikro frekuensi tinggi dibuat.

Transistor

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.

Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, 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 komponen-komponen lainnya.

Cara kerja semikonduktor

Pada dasarnya, transistor dan tabung vakum memiliki fungsi yang serupa; keduanya mengatur jumlah aliran arus listrik.

Untuk mengerti cara kerja semikonduktor, misalkan sebuah gelas berisi air murni. Jika sepasang konduktor dimasukan kedalamnya, dan diberikan tegangan DC tepat dibawah tegangan elektrolisis (sebelum air berubah menjadi Hidrogen dan Oksigen), tidak akan ada arus mengalir karena air tidak memiliki pembawa muatan (charge carriers). Sehingga, air murni dianggap sebagai isolator. Jika sedikit garam dapur dimasukan ke dalamnya, konduksi arus akan mulai mengalir, karena sejumlah pembawa muatan bebas (mobile carriers, ion) terbentuk. Menaikan konsentrasi garam akan meningkatkan konduksi, namun tidak banyak. Garam dapur sendiri adalah non-konduktor (isolator), karena pembawa muatanya tidak bebas.

Silikon murni sendiri adalah sebuah isolator, namun jika sedikit pencemar ditambahkan, seperti Arsenik, dengan sebuah proses yang dinamakan doping, dalam jumlah yang cukup kecil sehingga tidak mengacaukan tata letak kristal silikon, Arsenik akan memberikan elektron bebas dan hasilnya memungkinkan terjadinya konduksi arus listrik. Ini karena Arsenik memiliki 5 atom di orbit terluarnya, sedangkan Silikon hanya 4. Konduksi terjadi karena pembawa muatan bebas telah ditambahkan (oleh kelebihan elektron dari Arsenik). Dalam kasus ini, sebuah Silikon tipe-n (n untuk negatif, karena pembawa muatannya adalah elektron yang bermuatan negatif) telah terbentuk.

Selain dari itu, silikon dapat dicampur dengan Boron untuk membuat semikonduktor tipe-p. Karena Boron hanya memiliki 3 elektron di orbit paling luarnya, pembawa muatan yang baru, dinamakan “lubang” (hole, pembawa muatan positif), akan terbentuk di dalam tata letak kristal silikon.

Dalam tabung hampa, pembawa muatan (elektron) akan dipancarkan oleh emisi thermionic dari sebuah katode yang dipanaskan oleh kawat filamen. Karena itu, tabung hampa tidak bisa membuat pembawa muatan positif (hole).

Dapat disimak bahwa pembawa muatan yang bermuatan sama akan saling tolak menolak, sehingga tanpa adanya gaya yang lain, pembawa-pembawa muatan ini akan terdistribusi secara merata di dalam materi semikonduktor. Namun di dalam sebuah transistor bipolar (atau diode junction) dimana sebuah semikonduktor tipe-p dan sebuah semikonduktor tipe-n dibuat dalam satu keping silikon, pembawa-pembawa muatan ini cenderung berpindah ke arah sambungan P-N tersebut (perbatasan antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n), karena tertarik oleh muatan yang berlawanan dari seberangnya.

Kenaikan dari jumlah pencemar (doping level) akan meningkatkan konduktivitas dari materi semikonduktor, asalkan tata-letak kristal silikon tetap dipertahankan. Dalam sebuah transistor bipolar, daerah terminal emiter memiliki jumlah doping yang lebih besar dibandingkan dengan terminal basis. Rasio perbandingan antara doping emiter dan basis adalah satu dari banyak faktor yang menentukan sifat penguatan arus (current gain) dari transistor tersebut.

Jumlah doping yang diperlukan sebuah semikonduktor adalah sangat kecil, dalam ukuran satu berbanding seratus juta, dan ini menjadi kunci dalam keberhasilan semikonduktor. Dalam sebuah metal, populasi pembawa muatan adalah sangat tinggi; satu pembawa muatan untuk setiap atom. Dalam metal, untuk mengubah metal menjadi isolator, pembawa muatan harus disapu dengan memasang suatu beda tegangan. Dalam metal, tegangan ini sangat tinggi, jauh lebih tinggi dari yang mampu menghancurkannya. Namun, dalam sebuah semikonduktor hanya ada satu pembawa muatan dalam beberapa juta atom. Jumlah tegangan yang diperlukan untuk menyapu pembawa muatan dalam sejumlah besar semikonduktor dapat dicapai dengan mudah. Dengan kata lain, listrik di dalam metal adalah inkompresible (tidak bisa dimampatkan), seperti fluida. Sedangkan dalam semikonduktor, listrik bersifat seperti gas yang bisa dimampatkan. Semikonduktor dengan doping dapat dirubah menjadi isolator, sedangkan metal tidak.

Gambaran di atas menjelaskan konduksi disebabkan oleh pembawa muatan, yaitu elektron atau lubang, namun dasarnya transistor bipolar adalah aksi kegiatan dari pembawa muatan tersebut untuk menyebrangi daerah depletion zone. Depletion zone ini terbentuk karena transistor tersebut diberikan tegangan bias terbalik, oleh tegangan yang diberikan di antara basis dan emiter. Walau transistor terlihat seperti dibentuk oleh dua diode yang disambungkan, sebuah transistor sendiri tidak bisa dibuat dengan menyambungkan dua diode. Untuk membuat transistor, bagian-bagiannya harus dibuat dari sepotong kristal silikon, dengan sebuah daerah basis yang sangat tipis.

[sunting] Cara kerja transistor

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 dirubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut.

[sunting] Jenis-jenis transistor

PNP Berkas:JFET_symbol_P.png P-channel
NPN Berkas:JFET_symbol_N.png 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 frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain
  • Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain

[sunting] BJT

BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda 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 hFE. β biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT.

[sunting] 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 dioda 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 dioda antara 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.

Pengusir tikus

Tikus adlah binatang yang sangat menjengkelkan, sebab kadangkala merusak barang-barang simpanan berupa arsip yang masih berharga.

Untuk mengusir gangguan tikus tersebut, dapat dibuat sebuah rangkaian elektronik seperti pada gambar di atas. Dengan frekuensi 50Khz yagn dihasilkan oleh rangkaian tersebut. dijamin tikus-tikus akan berlarian karena telinganya akan merasa sakit akibat getaran signal ferkuensi tersebut.

Dafar Komponen

R1 : 1K8
R2 : 1K
R3 : 5K6
R4 : 480R
C1 : 2,2nF
C2 : 0,022uF/6V
IC : 555
Q : SC1162
Speaker 4 ohm

Digital Volume control

Prinsipnya sangat sederhana yaitu mengganti potensiometer putar dengan rangkaian digital volume control. Namun ada beberapa hal perlu diperhatikan. Untuk mewujudkannya pembaca perlu memahami skema rangkaian yang tampak pada gambar. Sebab gambar yang ditampilkan sudah dapat menuntun anda untuk merakitnya dan menghubungkannya pada peralatan yang difungsikan.

Kerja Rangkaian : Rangkaian digital volume control ini menggunakan 9 IC. Untuk mengoperasikan rangkaian dibutuhkan tegangan regulator sebesar 12 Volt. IC1 (555) sangat baik untuk difungsikan sebagai flip-flop. Frequensi atau periode dapat ditentukan dengan memilh nilai resistor R44, R45 yang dikombinasikan dengan kapasitor C6. Dalam rangkaian ini memiliki periode 0,3 second.

IC2 digunakan untuk menaikkan atau menurunkan perhitungan. Dalam rangkaian ini mode up digunakan untuk menaikkan dan mode down digunakan untuk mengecilkan volume. Sedangkan IC3 dan IC4 memiliki 16-chanel, sedangkan analogue multiplexers berfungsi sebagai switch analog. IC3 dalam rangkaian digunakan sebagai level indikator sedangkan IC4 digunakan sebagai potensiometer.

Selanjutnya setelah power di on-kan, switch S1 kemudian ditekan untuk reset. Ketika switch S2 ditekan, IC2 menaikkan pulsa dan ditanggapi dalam bentuk keluaran kaki B, C, dan D pada IC2 CMOS. Keluaran B, C dan D mengontrol jalur masukan IC2 dan IC3, serta dipilih salah satu, keluaran 16-chanel, oleh turning pada analogue.

Dalam rangkaian ini, IC4 digunakan sebagai potensiometer yang dihubungkan pada 15 resistor (R9 hingga R23) masing-masing diantara 16 input pin dan resistor/kapasitor dikombinasikan dengan C2, C3 dan R7 pada output. Switch S2 digunakan untuk menaikkan dan switch S3 digunakan untuk mengecilkan volume.

Kapasitor elektrolit sebesar 1uF (C4) digunakan utnuk mencegah terjadinya noise. Sedangkan resistor R8 dan R6 digunakan untuk menghambat tegangan pada setengah tegangan supply guna menghindari adanya distorsi signal audio yang berasal dari preamplifier. Sedangkan kapasitor C2, C3 dan resistor R7 disediakan untuk menyaring audio. Selamat berkarya, semoga berhasil.

Daftar komponen :

R1, 2, 3, 4 : 560R R16 : 1,5K R45 : 150K
R5 : 680R R17 : 3,3K C1 : 0,01uF
R6, 8 : 100K R18 : 5,6K C2, 3 : 100nF
R7 : 1M R19 : 8,2K C4 : 1uF/50V
R9 : 10R R20 : 15K C5 : 100nF
R10 : 12R R21 : 33K IC1 : 555
R11 : 42R R22 : 56K IC2 : 74193
R12 : 100R R23 : 1,5M IC3 : CD4067
R13 : 220R R24…R39 : 560R IC4 : CD4067
R14 : 470R R40..R43 : 4,7K IC5 : 7805
R15 : 820R R44 : 330K IC6 (N1-N4) : 7407

>Komputek\317.

Ups Mini

UPS (Uninterruptible Power Supply), digunakan untuk mengantisipasi listrik padam. Walau tidak sehandal UPS yang asli, rangkaian ini sedikit bermakna, Mau tau cara merakitnnya…?

Gampang dan mudah. Biayanya pun relatif lebih murah ketimbang membeli UPS yang asli. Bagaimana dengan komponen yang diperlukan ? Banyak terjual di toko-toko elektronik. Dengan demikian anda akan merugi jika tidak mencoba merakitnya.

Output rangkaian UPS ini memiliki daya sekitar 1,5W. Sebelum rangkaian utama terdapat rangkaian layaknya mini adapter yang memiliki tegangan antara 9V/12V dengan kuat arus sebesar 500mA. Tegangan yang dihasilkan ini digunakan untuk mengoperasikan rangkaian dan mengisi battery. UPS dirancang untuk tetap dapat menjalankan perangkat elektronik meskipun listrik padam.

Cara Kerja Rangkaian

Ketika inverter dijalankan dengan masukan AC, kemudian di ubah menjadi tegangan DC. Pada bagian output penyearah digunakan untuk mengisi battery. Ketika power gagal atau terjadi pemadaman arus listrik, tegangan dc mengalir ke inverter yang kemudian menghasilkan tegangan AC pada keluaran inverter (lebih jelasnya lihat gambar).

rangkaian terhubung disekitar IC CD4047 yang beroperasi sebagai multivibrator pada frekuensi 50 Hz. Output Q multivibrator ini menggerakkan MOSFETs IRF540. Outout inverter disaring dan direduksi menggunakan MOV (Metal Oxide Vasitor). Tranformer yang digunakan adalah 9-0-9, 1.5A. Dua LED (D6 dan D7) digunakan sebagai indikator apakah tegangan utama ataukah baattery yang sedang bekerja.

>Komputek\311.

10W Audio Amplifier Dengan Bass-boost

Sebagaimana amplifier rangkaian ini juga menggunakan frekuensi untuk menggerakkan sejumlah Loudspeaker, besarnya frekuensi bass akan berkurang. Oleh karena itu perlu dipasang bass-boost control pada fedback loop amplifier, hal ini di lakukan untuk mengatasi menurunnya kualitas. Grafik bass dapat mencapai maksimum pada +16.4dB @50Hz.

Catatan : Rangkaian ini dapat dihubungkan secara langsung pada CD player, tuner, dan tape recorder. Q3 dan Q4 harus di pasang dengan heatsink.

Atur volume control pada posisi minimum dan R3 dengan nilai resistansi yang minimum pula. coba aktifkan rangkaian da atur R3 hingga terbaca arus sekitar 20 hingga 25mA. Tunggu selama 15 menit, hubungkan ground pada J1, P1, C2, C3dan C4. Hubungkan juga C9 pada output ground.

Daftar Komponen :
P1 : 22K Log Potemsiometer (Dual gang for stereo) C3, 4 : 470uF/25V
P2 : 100K Log Potemsiometer (Dual gang for stereo) C6 : 47pF 63V ceramic ar polyester capasitor
R2, 4, 8 : 820R 1/4W C7 : 10nF 63V polyester capasitor
R1 : 4K7 1/4W C9 : 100nF 63V polyester capasitor
R3 : 500R 1/2W D1 : 1N4148 75V 150mA Diode
R5 : 82K 1/4W IC 1 : NE5532 Low noise Dual Op-amp
R6, 7 : 47K 1/4W Q1 : BC547B 45V 100mA NPN Transitor
R9 : 10R 1/2W Q2 : BC557B 45V 100mA PNP Transitor
R10 : 0,22 4W(wirewound) Q3 : TIP42A 60V 6A PNP Transistor
C1, 8 : 470nF 63V polyester capasitor Q4 : TIP41A 60V 6A NPN Transistor
C2, 5 : 100uF/25V J1 : RCA audio input socket
Daftar Komponen Powersupply :
R1 : 1K5 1/4W
elco : 4700uF/25v
D : 100V 4A Diode bridge
Led merah
T : Centertap tranformer 2A 20V

>Komputek edisi 283.

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.