LED adalah dioda yang menghasilkan cahaya saat diberi energi listrik. Dalam bias maju sambungan p-n terdapat rekombinasi antara elektron bebas dan lubang (hole). Energi ini tidak seluruhnya diubah kedalam bentuk energi cahaya atau foton melainkan dalam bentuk panas sebagian.
Proses pemancara cahaya akibat adanya energi listrik yang diberikan terhadap suatu bahan disebut dengan sifat elektroluminesensi. Material lain misalnya Galium Arsenida Pospat (GaAsP) atau Galium Pospat (GaP) : foton energi cahaya dipancarkan untuk menghasilkan cahaya tampak. Jenis lain dari LED yang digunakan untuk menghasilkan energi tidak tampak seperti yang dipancarkan oleh pemancar laser atau inframerah.
Gambar 2.10 Simbol dan Rangkaian Dasar Sebuah LED
Pemancar inframerah adalah dioda solid state yang terbuat dari bahan Galium Arsenida (GaAs) yang mampu memancarkan fluks cahaya ketika dioda ini dibias maju. Bila diberi bias maju elektron dari daerah-nakan menutup lubang elektron yang ada didaerah-p. Selama proses rekombinasi ini, energi dipancar keluar dari permukaan p dan n dalam bentuk foton. Foton-foton yang dihasilkan
330
VCC 5V
ini ada yang diserap lagi dan ada yang meninggalkan permukaan dalam betuk radiasi energi.
2.6. Transistor
Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal, yaitu emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Dengan cara penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan transistor NPN. Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan :
1. Transistor germanium PNP 2. Transistor germanium NPN 3. Transistor silikon PNP 4. Transistor silikon NPN
Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol. Anak panah yang terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor.
Gambar 2.11 Simbol Tipe Transistor Keterangan : C B E C B E NPN PNP
E = Emiter B = Basis
Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor. Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung (short). Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emiter (VCE) = 0 volt pada keadaan ideal, tetapi pada kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 volt. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan on seperti pada gambar 2.6
Gambar 2.12 Transistor sebagai Saklar On
Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum dan untuk mencari besar arus basis agar transistor saturasi adalah :
Rc Vcc Imax .. . (2.1) Saklar On Vcc Vcc IC R RB VB IB VBE VCE
Rc Vcc I. hfe B . . (2.2) Rc . hfeVcc IB . (2.3)
Hubungan antara tegangan basis (VB) dan arus basis (IB) adalah : B BE B B V RV I .. (2.4) VB= IB. RB+ VBE ... (2.5) BE B B V Rc . hfe.R Vcc V ... (2.6)
Jika tegangan VB telah mencapai B B VBE Rc
. hfe.R Vcc
V , maka transistor akan saturasi, dengan Ic mencapai maksimum.
Gambar 2.13 di bawah ini menunjukkan apa yang dimaksud dengan VCE (sat) adalah harga VCE pada beberapa titik dibawah knee dengan posisi tepatnya ditentukan pada lembar data. Biasanya VCE (sat) hanya beberapa perpuluhan volt, walaupun pada arus kolektor sangat besar bisa melebihi 1 volt.
Titik Sumbat (Cut off)
IB> IB (sat) IB= IB (sat) IB Penjenuhan (saturation) IC Rc Vcc IB= 0 VCE
Pada daerah penyumbatan, nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emiter terbuka (open).
Keadaan ini menyebabkan tegangan (VCB) sama dengan tegangan sumber (Vcc). Tetapi pada kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc karena terdapat arus bocor dari kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini.
Gambar 2.14 Transistor Sebagai Saklar Off
Keadaan penyumbatan terjadi apabila besar tegangan habis (VB) sama dengan tegangan kerja transistor (VBE) sehingga arus basis (IB) = 0 maka :
hfeI I C B .. ... (2.7) IC = IB. hfe . .... . (2.8) IC = 0 . hfe ... .. . (2.9) IC = 0 ... .. . (2.10) Saklar Off Vcc Vcc IC R RB VB IB VBE VCE
Hal ini menyebabkan VCEsama dengan Vcc dapat dibuktikan dengan rumus :
Vcc = Vc + VCE .. .. (2.11)
VCE = Vcc (Ic . Rc) ... ... (2.12)
VCE = Vcc . .. (2.13)
2.7. Resistor
Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable Resistor serta umumnya terbuat dari carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain.
Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil. Bahan bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan disebut sebagai insulator.
2.7.1 Fixed Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Tipe resistor yang umum berbentuk tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga
warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan ohm meter. Kode warna tersebut adalah standar menufaktur yang dikeluarkan oleh ELA (Electronic Industries Association).
Gambar 2.15 Resistor Karbon
WARNA GELANG I GELANG II GELANG III GELANG
IV Hitam 0 0 1 -Coklat 1 1 10 -Merah 2 2 100 -Jingga 3 3 1000 -Kuning 4 4 10000 -Hijau 5 5 100000 -Biru 6 6 1000000 -Violet 7 7 10000000 -Abu-abu 8 8 100000000 -Putih 9 9 1000000000 -Emas - - 0,1 5% Perak - - 0,01 10% Tanpa Warna - - - 20%
Tabel 2.1 Gelang Resistor
Resitansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang toleransi berwarna coklat, emas, atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada bahan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan warna gelang yang keempat agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resitor tersebut. Setelah diketahui gelang pertama maka selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya.
Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah faktor pengalinya.
2.7.2 Variable Resistor
Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan dengan mudah dan sering digunakan untuk pengaturan volume, bass, balance, dll. Sedangkan yang kedua adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari semi-fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC, fine tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilaivariable resistor, yang sering digunakan
adalah dengan cara memutar batas sampai 300 derajat putaran. Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali-kali untuk mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan Potentiometers atau Trimmer
Potentiometers .
Gambar 2.16 Potensiometer
Pada gambar 2.16 di atas untuk bentuk 3 biasanya digunakan untuk volume kontrol. Bentuk yang ke 2 merupakan semi fixed resistor dan biasanya di pasang pada PCB (Printed Circuit Board). Sedangkan bentuk 1 potentiometers. Ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variabel, perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar 2.17.
Pada saat tipe A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai resistansi lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai perubahannya menjadi sangat cepat. Tipe ini sangat cocok dengan karakteristik telinga manusia. Karena telinga sangat peka ketika membedakan suara dengan volume yang lemah, tetapi tidak terlalu sensitif untuk membedakan perubahan suara yang keras. Biasanya tipe A ini juga disebut sebagai Audio Taper
potensiometer. Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok digunakan untuk AplikasiBalance Control,resistance value adjustment in circuit, dll. Sedangkan untuk tipe C perubahan resistansinya kebalikan dati tipe A.