MATERI TEKNIK ELEKTRONIKA
A. Dasar Kelistrikan dan Elektronika
5. Komponen Elektronika Pasif Dan Aktif a.Komponen Pasif
V Z Z = Impedansi (Ω) U = Tegangan efektif (V)
I = Arus efektif (A)
Contoh:
Sumber tegangan bolak-balik 100 V, dirangkaikan dengan beban impedansi Z dan menarik arus 80 mA. Hitung besarnya impedansi?
Jawaban: Besarnya impedansi: k mA V I U Z 1,25 80 100
Impedansi (Z) merupakan gabungan antara resistor R dengan komponen induktor (XL) atau kapasitor (XC).
5. Komponen Elektronika Pasif Dan Aktif a. Komponen Pasif
Komponen pasif adalah komponen elektronika yang dalam pengoperasiannya tidak memerlukan sumber tegangan atau sumber arus tersendiri.
Adapun yang termasuk komponen pasif antara lain:
1) RESISTOR
Resistor adalah suatu komponen elektronika yang fungsinya untuk menghambat arus listrik.
Resistor dapat dibagi menjadi dua, yaitu :
a)Resistor Tetap
Resistor tetap adalah resistor yang memiliki nilai hambatan yang tetap. Resistor memiliki batas kemampuan daya misalnya : 1/16 watt, 1/8 watt, 1/4 watt, 1/2 watt dsb.
Artinya resitor hanya dapat dioperasikan dengan daya maksimal sesuai dengan kemampuan dayanya.
Gambar 5.60. Contoh Resistor
Untuk mengetahui nilai hambatan suatu resistor dapat dilihat atau dibaca dari warna yang tertera pada bagian luar badan resistor tersebut yang berupa gelang warna.
Tabel 5.4 Kode Warna Resistor
Keterangan.
Cara menggunakan Tabel 1 adalah sebagai berikut:
1. Kolom warna (colour) menunjukkan warna pita pada resistor. Supaya mudah
dihafal maka dapat diringkas menjadi hi-co-me-ji-ku-hi-bi-u-a-pu, ditambah dengan emas, perak, yaitu kepanjangan dari hitam – coklat – merah – jingga (orange) – kuning – hijau – biru – ungu – abu-abu – putih – emas – perak. 2. Kolom ke 1, 2 dan 3 adalah pita resistansi yang menunjukkan angka
3. Kolom ke 4 (MULTIPLIER) adalah pita resistor yang menunjukkan nilai resistansi namun dikalikan dengan nilai pada pita ke 1, 2 dan 3.
4. Kolom pita ke 5 adalah pita resistor yang menunjukkan nilai toleransi.
5. Untuk membedakan resistor dengan 5 pita dengan pita terakhir adalah toleransi dan 5 pita dengan pita terakhir adalah reliabilitas adalah dengan melihat jarak pita terakhir. Jika jaraknya sama dengan pita kelima adalah reliabilitas dan jika jaraknya sama dengan pita yang lain maka kelima adalah toleransi.
6. pita pertama suatu resistor adalah yang paling dekat dengan ujung resistor. Contoh pembacaan kode warna resistor yang digunakan pada buku ini:
1. Resistor 1 kΩ ± 1%
Coklat Hitam Hitam Coklat Coklat
1 0 0 X10 1 %
Resistor 1 kΩ ± 5%
Coklat Hitam Merah Emas
1 0 x 102 5 %
2. Resistor 33 kΩ ± 1%
Orange Orange Hitam Merah Coklat
3 3 0 x 102 1 %
Resistor 33 kΩ ± 5%
Orange Orange Orange Coklat
3 3 x 103 5 %
3. Resistor 47 kΩ ± 1%
Kuning Ungu Hitam Merah Coklat
4 7 0 x 102 1 %
Resistor 47 kΩ ± 5%
Kuning Ungu Orange Emas
4 7 x 103 5 %
b)Resistor yang Tidak Tetap (Variabel)
Ialah resistor yang nilai hambatannya atau resistansinya dapat diubah-ubah. Jenisnya antara lain : hambatan geser, trimpot dan potensiometer.
Yang banyak digunakan ialah trimpot dan potensimeter.
b.1) Potensiometer
Resistor yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan memutar poros yang telah tersedia. Potensiometer pada dasarnya sama dengan trimpot secara fungsional.
Gambar 5.61. simbol dan bentuk fisik Potensiometer
b.2) Trimpot
Resistor yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar porosnya dengan menggunakan obeng. Untuk mengetahui nilai hambatan dari suatu trimpot dapat dilihat dari angka yang tercantum pada badan trimpot tersebut.
Gambar 5.62. simbol dan bentuk fisik Trimpot
2) KAPASITOR
Kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan listrik atau energi listrik. Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebut dengan kapasitansi atau kapasitas. Seperti halnya hambatan, kapasitor dapat dibagi menjadi :
a) Kapasitor Tetap
Kapasitor tetap merupakan kapasitor yang mempunyai nilai kapasitas yang tetap. Simbol kapasitor seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
Kapasitor dapat dibedakan dari bahan yang digunakan sebagai lapisan diantara lempeng-lempeng logam yang disebut dielektrikum.
Dielektrikum tersebut dapat berupa keramik, mika, mylar, kertas, polyester ataupun film. Pada umumnya kapasitor yanng terbuat dari bahan diatas nilainya kurang dari 1 mikrofarad (1µF).
Satuan kapasitor adalah Farad, dimana 1 farad = 103 mF = 106μF = 109 nF =1012
pF.
Untuk mengetahui besarnya nilai kapasitas atau kapasitansi pada kapasitor dapat dibaca melalui kode angka pada badan kapasitor tersebut yang terdiri dari 3 angka. Angka pertama dan kedua menunjukkan angkaatau nilai, angka ketiga menunjukkan faktor pengali atau jumlah nol, dan satuan yang digunakan ialah pikofarad (pF).
Contoh :
Pada badan kapasitor tertulis angka 103 artinya nilai kapasitas dari kapasitor tersebut adalah 10x103 pF = 10 x 1000 pF = 10nF = 0,01 ìF.
Kapasitor tetap yang memiliki nilai lebih dari atau sama dengan 1ìF adalah kapasitor elektrolit (elco). Kapasitor ini memiliki polaritas (memiliki kutub positif dan kutub negatif) dan biasa disebutkan tegangan kerjanya.
Misalnya: 100µF 16 V artinya elco memiliki kapasitas 100µF dan tegangan kerjanya tidak boleh melebihi 16 volt.
Gambar 5.64. Simbol dan Fisik kapasitor
b) Kapasitor Tidak Tetap
Kapasitor tidak tetap adalah kapasitor yang memiliki nilai kapasitansi atau kapasitas yang dapat diubah-ubah. Kapasitor ini terdiri dari :
b.1) Kapasitor Trimer
Kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar porosnya dengan obeng.
Gambar 5.65. Simbol dan Bentuk Fisik Trimer
b.2) Variabel Capasitor (Varco)
Kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah-ubah dengan memutar poros yang tersedia. (bentuk menyerupai potensiometer)
Gambar 5.66. Simbol Variabel Capasitor
3) DIODA (PN Junction)
Dioda merupakan suatu semikonduktor yang hanya dapat menghantar arus listrik dan tegangan pada satu arah saja. Bahan pokok untuk pembuatan dioda adalah Germanium (Ge) dan Silikon/Silsilum (Si).
Dioda terdiri dari :
a) Dioda Kontak Titik
Dioda ini dipergunakan untuk mengubah frekuensi tinggi menjadi frekuensi rendah.
Contoh tipe dari dioda ini misalnya; OA 70, OA 90 dan 1N 60.
Gambar 5.67. Simbol Dioda
b) Dioda Hubungan
Dioda ini dapat mengalirkan arus atau tegangan yang besar hanya satu arah. Dioda ini biasa digunakan untuk menyearahkan arus dan tegangan.
Dioda ini memiliki tegangan maksimal dan arus maksimal, misalnya Dioda tipe 1N4001 ada 2 jenis yaitu yang berkapasitas 1A/50V dan 1A/1 00V.
Simbol dioda hubungan sama dengan simbol dioda kontak titik.
c) Dioda Zener
Dioda Zener adalah dioda yang bekerja pada daerah breakdown atau pada daerah kerja reverse bias. Dioda ini banyak digunakan untuk pembatas tegangan.
Tipe dari dioda zener dibedakan oleh tegangan pembatasnya. Misalnya 12 V, ini berarti dioda zener dapat membatasi tegangan yang lebih besar dari 12 V atau menjadi 12 V.
Gambar 5.68. Simbol dan Bentuk Fisik Dioda Zener
d) Dioda Pemancar Cahaya (LED)
LED adalah kepanjangan dari Light Emitting Diode (Dioda Pemancar Cahaya). 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 5.69. Simbol dan Bentuk fisik LED
b.Komponen Aktif
Komponen aktif adalah komponen elektronika yang dalam pengoperasiannya memerlukan sumber arus atau sumber tegangan tersendiri.
1) TRANSISTOR
Transistor memiliki dua jenis yaitu: Transistor Bipolar dan Transistor Unipolar. Transistor Bipolar adalah transistor yang memiliki dua persambungan kutub, transistor Unipolar adalah transistor yang hanya memiliki satu buah persambungan kutub.
Transistor biasa terdiri dari 3 buah kaki yang masing-masing diberi nama: emitor, basis dan kolektor. Transistor bipolar dapat diibaratkan dengan dua buah dioda yang tergambar pada gambar.
Gambar 5.70. Simbol dan Bentuk Fisik Transistor
Untuk mengetahui kaki-kaki transistor lebih mudah dengan melihat data book transistor yang mencantumkan kaki-kaki transistor. Dan untuk mengetahui kaki-kaki transistor dengan menggunakan multitester akan dibahas pada bab II.
Transistor unipolar adalah FET (Field Effect Transistor) yang terdiri dari JFET kanal N, JFET kanal P, MOSFET kanal N, dan MOSFET kanal P.
Gambar 5.71. Simbol dan Bentuk Fisik Transistor Unipolar
2) THYRISTOR
Thyristor disebut juga dengan SCR (Silicon Controlled Rectifier) dan banyak digunakan sebagai saklar elektronik. Gambar diskrit dan simbol SCR ditunjukkan dengan gambar dibawah ini :
Gambar 5.72. Simbol dan Bentuk Fisik THYRISTOR
Thyristor ini akan bekerja atau menghantar arus listrik dari anoda ke katoda jika pada kaki gate diberi arus kearah katoda, karenanya kaki gate harus diberi tegangan positif terhadap katoda.
Pemberian tegangan ini akan menyulut thyristor, dan ketika tersulut thyristor akan tetap menghantar. SCR akan terputus jika arus yang melalui anoda ke katoda menjadi kecil atau gate pada SCR terhubung dengan ground.
a) Karakteristik Thyristor
Karakteristik thyristor ditunjukkan pada gambar dibawah ini
Pada gambar di atas memperlihatkan bahwa thyristor mempunyai 3 keadaan. Pada daerah pertama (I), terlihat bahwa thyristor berperilaku seperti dioda biasa, dimana keadaan ini, tidak ada arus yang mengalir sampai dicapainya tegangan reverse (Vr). Sedangkan pada daerah kedua (II), terlihat bahwa arus yang tetap tidak akan mengalir sampai dicapainya batas tegangan penyalaan (Vbo). Apabila tegangan mencapai tegangan penyalaan, maka tiba-tiba tegangan akan jatuh menjadi kecil dan ada arus yang mengalir. Pada saat ini thyristor akan mulai konduksi (menghantar) dan ini adalah merupakan daerah tiga (III). Arus yang terjadi pada thyristor yang dalam keadaan konduksi dapat disebut sebagai arus genggam (Ih = Holding Current), arus genggam (Ih) ini mempunyai orde mA. Untuk membuat thyristor kemballi OFF (tidak menghantar), dapat dilakukan dengan menurunkan arus thyristor tersebut sedikit dibawah arus genggam (Ih) nya dan thyristor tidak akan ON (menghantar) kembali sebelum diberi tegangan penyalaan (Vbo).
b) TRIAC (Trioda AC Switch)
TRIAC merupakan komponen thyristor dua arah yang sebenarnya terdiri dari dua buah SCR (Silicon Controlled Rectifier) yang gerbangnya digabungkan menjadi satu atau terhubung anti paralel, seperti diperlihatkan pada Gambar 74.
(a) Struktur
(b). Ekivalen SCR (c). Simbol Gambar 5.74. Gambar TRIAC
Karakteristisk TRIAC pada dasarnya hampir sama dengan karakteristik SCR seperti yang terlihat pada Gambar 75, baik
besaran-besaran pembatas (arus, tegangan thermis, dll) maupun besaran-besaran arus tegangan (Ih) kecuali batas tegangan reverse yang tidak terdapat pada TRIAC.
Gambar 5.75. Karakteristik TRIAC
TRIAC dapat dipandang sebagai saklar elektronik untuk tegangan dan arus bolak-balik. TRIAC mampu memblokir tegangan pada kedua arahnya dan mampu juga mengalirkan arus pada kedua arahnya.
Tabel 5 daerah TRIAC dan Polaritasnya (Vg)