Dasar elektronika analog dan digital (13)

(1)

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN

BI DANG KEAHLI AN TEKNI K TELEKOMUNI KASI

D

a

s

a

r

E

l

e

k

t

r

o

n

i

k

a

A

n

a

l

o

g

d

a

n

D

i

g

i

t

a

l

BAGI AN PROYEK PENGEMBANGAN KURI KULUM

DI REKTORAT PENDI DI KAN MENENGAH KEJURUAN

DI REKTORAT JENDERAL PENDI DI KAN DASAR DAN MENENGAH

DEPARTEMEN PENDI DI KAN NASI ONAL

KODE MODUL

(2)

KATA PENGANTAR

Modul ELEKTRONI KA ANALOG DAN DI GI TAL digunakan sebagai panduan kegiatan belajar untuk membentuk salah satu kompetensi, yaitu mengoperasikan

peralatan telekomunikasi konsumen bidang keahlian teknik telekomunikasi.

Modul ini menekankan pemahaman tentang dasar teori atom dan molekul,

komponen pasif, sifat dan macam bahan penghantar, isolator serta

semikonduktor, komponen dasar elektronika seperti dioda, transistor sebagai

penyearah dan penguat. dalam rangka penguasaan kompetensi mengoperasikan

peralatan telekomunikasi konsumen bidang keahlian teknik telekomunikasi .

Modul ini terkait dengan modul lain yang membahas tentang komponen

elektronika, catu daya, dan alat ukur elektronik.

Yogyakarta, Desember 2003

Penyusun.

Tim Fakultas Teknik

(3)

DAFTAR I SI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR I SI ... iii

PETA KEDUDUKAN MODUL ...vi

PERI STI LAHAN/ GLOSSARY ... viii

I . PENDAHULUAN... 1

A. DESKRI PSI ... 1

B. PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL... 1

1. Petunjuk Bagi Peserta Diklat... 1

2. Petunjuk Bagi Guru ... 2

C. TUJUAN AKHI R ... 3

D. KOMPETENSI ... 4

E. CEK KEMAMPUAN... 5

I I . PEMBELAJARAN... 6

A. RENCANA BELAJAR PESERTA DI KLAT ... 6

B. KEGI ATAN BELAJAR... 7

1. Kegiatan Belajar 1 ... 7

a. Tujuan Kegiatan Pembelajaran ... 7

b. Uraian Materi 1 ... 7

c. Rangkuman 1 ... 15

d. Tugas 1 ... 15

e. Tes Formatif 1 ... 15

f. Kunci Jawaban Tes Formatif 1 ... 16

(4)

e. Tes Formatif 2... 26

g. Lembar Kerja 2... 28

d. Tugas 3 ... 42

g. Lembar Kerja 3 ... 44

d. Tugas 4 ... 54

f. Kunci Jawaban Tes Formatif 4... 55

d. Tugas 5 ... 69

g. Lembar Kerja 5 ... 71

(5)

d. Tugas 7 ... 99

f. Kunci Jawaban Tes Formatif 7 ...100

g. Lembar Kerja 7 ...101

I I I . EVALUASI ...103

A. PERTANYAAN ...103

B. KUNCI JAWABAN...104

C. KRI TERI A PENI LAI AN ...106

I V. PENUTUP...107

(6)

PETA KEDUDUKAN MODUL

A. Diagram Pencapaian Kompetensi

Diagram di bawah ini menunjukkan urutan atau tahapan pencapaian

kompetensi yang dilatihkan pada peserta diklat dalam kurun waktu tiga

tahun. Modul Dasar Elektronika Analog Digital merupakan salah satu dari

11 modul untuk membentuk kompetensi mengoperasikan peralatan

telekomunikasi konsumen dan memelihara peralatan telekomunikasi

konsumen.

Keterangan :

A. : Mengoperasikan peralatan telekomunikasi konsumen

B. : Memelihara peralatan telekomunikasi konsumen

C. : Mengoperasikan peralatan pendukung transmisi

D. : Mengoperasikan peralatan transmisi radio terestrial

E. : Memelihara peralatan transmisi radio terestrial

F. : Mengoperasikan peralatan transmisi optik

G. : Memelihara peralatan transmisi optik

H. : Memelihara peralatan pendukung transmisi

I . : Mengoperasikan peralatan transmisi seluler

J. : Memelihara peralatan transmisi seluler

(7)

B. Kedudukan Modul

Modul dengan kode TS-001 merupakan modul dasar yang harus diambil pada

awal diklat.

TS-001 Dasar Elektronika Analog dan Digital

TS-002 Dasar Rangkaian Listrik

TS-003 Alat Ukur dan Teknik Pengukuran

TS-004 Pengantar Teknik Telekomunikasi

TU-001 Peraturan I nstalasi Listrik

TU-002 Teknik Gambar Listrik

TU-007 Teknik Jaringan Listrik

TU-008 Teknik instalasi CPE (HP, Parabola)

TU-009 Teknik I nstalasi kabel Rumah/ Gedung

TU-010 Teknik Pemeliharaan I nstalasi Listrik dan pengkabelan

TU-011 Teknik Pemeliharaan peralatan telekomunikasi pelanggan

TU-002 TS-002

TS- 001

-TU-001

TS-003

TU-008

1

TS-004

TU-007

TU-009

TU-010

(8)

PERI STI LAHAN/ GLOSSARY

Bit, yaitu bagian dari setiap digit biner

Least significant bit (LSB), yaitu bit paling kanan pada setiap digit biner.

Mostt significant bit (MSB), yaitu bit paling kiri pada setiap digit biner.

Multivibrator bistabil, yaitu multivibrator yang keluarannya adalah suatu

(9)

BAB I

PENDAHULUAN

A. DESKRI PSI JUDUL

DASAR ELEKTRONI KA ANALOG DAN DI GI TAL merupakan modul bahan ajar praktikum berisi pengetahuan, pengenalan, penggunaan tentang dasar

macam dan karakteristik komponen-komponen elektronika serta sistem

pembilangan dan gerbang dasar maupun kombinasional.

Modul ini menekankan pada penguasaan ilmu elektronika analog dan digital

yang mencakup tentang pengetahuan dasar teori atom; bahan penghantar,

isolator dan semikonduktor, serta sistem pembilangan dan gerbang dasar

maupun kombinasional meliputi : Kegiatan Belajar 1 berisi pengetahuan

dasar teori atom. Kegiatan belajar 2 berisi pengetahuan sifat dan macam

bahan penghantar, isolator dan semikonduktor. Kegiatan Belajar 3 berisi

pengetahuan dasar penyearah. Kegiatan belajar 4 berisi tentang sistem

bilangan dan Kegiatan belajar 5 berisi tentang gerbang dasar dan kombinasi.

Dengan menguasai modul ini peserta diklat mampu menguasai konsep dasar

teori atom sebagai dasar pembuatan komponen-komponen elektronika dan

aplikasi komponen elektronika seperti dioda, transistor berdasar karakteristik

masing-masing komponen. Selain itu juga peserta diklat memahami tentang

sistem bilangan dan gerbang logika dasra dan kombinasi.

B. PETUNJUK PENGGUNAAN M ODUL

1. Pet unj u k bagi Peser t a Diklat

Peser t a diklat dihar apkan dapat ber per an akt if dan ber int er aksi

dengan su m ber belaj ar yang dapat digunak an, kar ena it u har us

(10)

a. Langkah- langkah belaj ar yang dit em puh

1) Per siapkan alat dan bahan!

2) Bacalah dengan seksam a ur aian m at er i pada set iap kegiat an

belaj ar !

3) Cer m at ilah langkah- langkah ker j a pada set iap kegiat an

belaj ar sebelum m enger j akan, bila belum j elas t anyakan

pada in st r u kt ur !

4) Jangan m enghubun gkan alat ke sum ber t egangan secar a

langsu ng sebelum diset uj ui oleh inst r ukt ur !

5) Kem balikan sem u a per alat an pr akt ik yang digu nakan!

b. Per lengkapan yang Har us Diper siapkan

Gun a m enun j ang keselam at an dan kelancar an t ugas/ peker j aan

yang har us dilakukan, m aka per si apkanlah selur uh

per lengkapan yang diper luk an. Beber apa per lengkapan yang

har u s diper siapkan adalah:

1) Pakaian kerja (wearpack)

2) Penghantar, isolator dan bahan semikonduktor

3) Kom ponen elekt r onika, seper t i dioda, t r ansi st or

4) I C TTL

c. Hasil Pelat ihan

Peser t a diklat m am pu m enguasai dasar elekt r oni ka analog dan

digit al.

2. Per an Gur u

Gur u yang akan m engaj ar kan m odul ini hendaknya m em per siapkan

dir i sebaik- baiknya yait u m encakup aspek st r at egi pem belaj ar an,

penguasaan m at er i, pemilihan m et ode, alat bant u m edia

(11)

pencapaian/ penguasaan kom pet ensi yang t elah dipr ogr am kan.

Penyusu nan r ancangan st r at egi pem belaj ar an m engacu pada

kr it er ia unj uk ker j a ( KUK) pada set iap subkom pet ensi yang ada

dalam GBPP.

C. TUJUAN AKHI R

(12)

D. KOM PETENSI

Mat er i Pokok Pem belaj ar an Sub Kom pet ensi Kr it er ia Unj uk Ker j a Lin gkup Belaj ar

Sikap Penget ahu an Ket r am pilan

(13)

E. CEK KEM AM PUAN

Unt uk m enget ahui kem am puan aw al yang t elah dim iliki, m aka isilah cek list ( ) seper t i pada t abel di baw ah ini

dengan sikap j uj u r dan dapat diper t an ggung j aw abkan.

Saya dapat Melakukan Peker j aan in i dengan Kom pet en Sub

Kom pet ensi Per nyat aan

Ya Tidak

Bila Jaw aban “ Ya” Ker j akan

1. Mam aham i dasar

t eor i at om Tes For m at if 1

2. Mem aham i sif at dan m acam bahan penghant ar dan isolat or

Tes For m at if 2

3. m em aham i pr insip

dasar penyear ah Tes For m at if 3

4. m em ah am i kode

sist em bilangan Tes For m at if 4

Menguasai dasar elekt r onika analog dan digit al

5. m em ah am i ger bang dasar dan

kom binasional

(14)

BAB I I

PEMBELAJARAN

A. RENCANA BELAJAR PESERTA DI KLAT

Jenis

Kegiat an Tanggal W akt u Tem pat Perubahan

Paraf Guru

Dasar t eor i

at om dan

m olekul

Sif at dan

m acam bahan

penghant ar

dan isol at or

Pr insip Dasar

penyear ah

Kode sist em

bilangan

Ger bang

dasar dan

(15)

B. KEGI ATAN BELAJAR 1 . Kegiat a n Bela j a r 1 :

Teori At om dan M olekul

a. Tuj uan kegiat an pem belaj aran 1

1) Peser t a diklat m am pu m em aham i dan m enj elaskan st r ukt ur

at om sem ikondukt or .

2) Peser t a diklat m am pu m em aham i dan m enj elaskan

sem i kondukt or t ipe N dan t ipe P.

b. Uraian M at eri 1

Oper asi kom ponen elekt r onika benda padat seper t i dioda, LED,

Tr ansist or Bipolar dan FET ser t a Op- Amp at au r angkaian

t er padu lain nya didasar kan at as sif at - sifat sem ikondukt or .

Sem ikondukt or adalah bahan yang sif at - sif at kelist r ikanny a

t er let ak ant ar a sif at - sif at kondukt or dan isolat or . Sif at -sif at

kelist rikan kondukt or m aupun isolat or t idak m udah ber ubah

oleh pengar u h t em per at ur , cahaya at au m edan m agnit , t et api

pada sem ikondukt or sif at - sif at t er sebut sangat sensit ive.

Elem en t er kecil dar i suat u bahan yang m asih m em iliki sif at - sif at

kim i a dan f isika yang sam a adalah at om . Suat u at om t er dir i

at as t iga par t ikel dasar , yait u: neut r on, pr ot on, dan elekt r on.

Dalam st r ukt ur at om , pr ot on dan neut r on m em bent uk int i at om

yang ber m uat an posit ip, sedangkan elekt r on- elekt r on yang

ber m u at an negat ip m engelilingi int i. Elekt r on- elekt r on ini

t er susun ber lapis- lapis. St r ukt ur at om dengan m odel Bohr dar i

bahan sem ikondukt or yang paling banyak digunakan adalah

(16)

at om ger m anium m em punyai 32 elekt r on. Pada at om yan g

seim bang ( net r al) j um lah elekt r on dalam or bit sam a dengan

j um lah pr ot on dalam int i. Muat an list r ik sebuah elekt r on

adalah: - 1.602- 1 9 C dan m uat an sebuah pr ot on adalah: +

1.602- 1 9 C.

Elekt r on yang m enem pat i lapisan t er luar disebut sebagai

elekt r on valensi. At om silikon dan ger m anium m asing

m em punyai em pat elekt r on valensi. Oleh kar ena it u baik at om

silikon m aupun at om ger m anium disebut j uga dengan at om

t et r a- valent ( ber valensi em pat ) . Em pat elekt r on valensi

t er sebut t er ikat dalam st r ukt ur kisi- kisi, sehingga set iap

elekt r on valensi akan m em bent uk ikat an kovalen dengan

elekt r on valensi dari at om - at om yang ber sebelahan. St r ukt ur

kisi- kisi kr ist al silikon m urni dapat digam bar kan secar a dua

dim ensi pada Gam bar 2 guna m em u dahkan pem bahasan. Gam bar 1. St r ukt ur At om ( a) Silikon; ( b) Germ anium

(17)

Meskipun t er ikat dengan kuat dalam st r ukt ur kr ist al, nam un

bisa saj a elekt r on valensi t er sebut keluar dar i ikat an kovalen

m enuj u daer ah konduksi apabila diber ikan ener gi panas. Bila

ener gi panas t er sebut cukup kuat unt uk m em isahkan elekt r on

dar i ikat an kovalen m aka elekt r on t ersebut m enj adi bebas at au

disebut dengan elekt r on bebas. Pada suhu r u ang t er dapat

kur ang lebih 1.5 x 101 0 elekt r on bebas dalam 1 cm3 bahan

silikon mur ni ( int r insik) dan 2. 5 x 101 3 elekt r on bebas pad a

ger m ani um . Sem akin besar ener gi panas yang diber ikan

sem akin banyak j um lah elekt r on bebas yang keluar dar i ikat an

kovalen, dengan kat a lain kondukt ivit as bahan m eningkat .

Semikondukt or Tipe N

Apabila bahan sem ikondukt or int r insik ( m ur ni) diber i ( didoping)

Si

_Si

Si

elektron

valensi

_kovalen

ikatan

(18)

sem ikondukt or int r insik sangat r endah, kar ena t er bat asnya

j um l ah pem baw a m uat an yakni hole m aupun elekt r on bebas

t er sebut .

Jika bahan silikon didoping dengan bahan ket idak m ur nian

( im pur it as) ber valensi lim a ( pent a- valens) , m aka diper oleh

sem ikondukt or t ipe n. Bahan dopan yang ber valensi lim a ini

m isalnya ant im oni, ar senik, dan pospor . St r u kt ur kisi- kisi

kr ist al bahan silikon t ype n dapat dilihat pada Gam bar 3.

Kar ena at om ant im oni ( Sb) ber valensi lim a, m aka em pat

elekt r on valensi m endapat kan pasangan ikat an kovalen dengan

at om silikon sedangkan elekt r on valensi yang kelim a t idak

m endapat kan pasangan. Oleh kar ena it u ikat an elekt r on kelim a

ini dengan int i m enj adi lem ah dan m udah m enj adi elekt r on

bebas. Kar ena set iap at om depan ini m enyu m bang sebuah

elekt r on, m aka at om yang ber valensi lim a disebut dengan at om

Gambar 3. St r ukt ur Kr ist al Sem ikondukt or ( Silikon) Tipe N Si

Si

Si _Si

Si Si

Si Sb

atom antimoni

(Sb)

(19)

donor . Dan elekt r on “ bebas” su m bangan dar i at om dopan

ini pun dapat dikont r ol j um l ahnya at au konsent r asin ya.

Meskipun bahan silikon t ype n ini m engandung elekt r on bebas

( pem baw a m ayor it as) cukup banyak, nam un secar a keselur uhan

kr ist al ini t et ap net r al kar ena j um lah m uat an posit ip pada int i

at om m asih sam a dengan j um lah keselur uhan elekt r onnya.

Pada bahan t ype n disam pin g j um l ah elekt r on bebasnya

( pem baw a m ayor it as) m eningkat , t er nyat a j um lah holenya

( pem baw a m in or it as) m enur un. Hal ini disebabkan kar ena

dengan ber t am bahny a j um lah elekt r on bebas, m aka kecepat an

hole dan elekt r on ber - r ekom binasi ( ber gabungnya kem bali

elekt r on dengan hole) sem akin m eningkat . Sehingga j um lah

holen ya m enur un.

Level ener gi dar i elekt r on bebas su m bangan at om donor dapat

digam bar kan seper t i pada Gam bar 4. Jar ak ant ar a pit a

konduksi dengan level ener gi donor sangat kecil yait u 0.05 eV

unt uk silikon dan 0. 01 eV unt uk ger m ani um . Oleh kar ena it u

pada suh u r uang saj a, m aka sem ua elekt r on donor sudah bisa

m encapai pit a konduksi dan m enj adi elekt r on bebas.

pita konduksi

Eg = 0.67eV (Ge); 1.1eV (Si)

level energi donor energi

(20)

Bahan sem ikondukt or t ipe n dapat dilu kiskan seper t i pada Gam bar

5. Kar ena at om- at om donor t elah dit inggalkan oleh elekt r on

valensinya ( yakn i m enj adi elekt r on bebas) , m aka m enj adi ion yang

ber m uat an posit ip. Sehingga digam bar kan dengan t anda posit ip.

Sedangkan elekt r on bebasny a m enj adi pem baw a m ayor it as. Dan

pem baw a m inor it asny a ber upa hole.

Semikondukt or Tipe P

Apabila bahan sem ikondukt or m urni ( int r insik) didoping dengan

bahan im pur it as ( ket idak- m urnian) ber valensi t iga, m aka akan

diper oleh sem ikondukt or t ype p. Bahan dopan yang ber valensi

t iga t er sebut m isalnya bor on, galium , dan indium . St r ukt ur

kisi-kisi kr ist al sem ikondukt or ( silikon) t ype p adalah seper t i Gam bar 6.

Kar ena at om dopan m em punyai t iga elekt r on valensi, dalam

Gam bar 6 adalah at om Bor on ( B) , m aka hanya t iga ikat an kovalen

yang bisa dipenuh i. Sedangkan t em pat yang sehar u sny a

m em bent uk ikat an kovalen keem pat m enj adi kosong ( m em bent uk

hole) dan bisa dit em pat i oleh elekt r on valensi lain . Dengan

dem ikian sebuah at om ber valensi t iga akan m enyum bangkan

sebuah hole. At om ber valensi t iga ( t r ivalent ) disebut j uga at om Gam bar 5. Bahan Sem ikondukt or Tipe N

+

pembawa minoritas

(21)

Seper t i halnya pada sem ikondukt or t ype n, secar a keselur uhan

kr ist al sem ikondukt or t ype n ini adalah net r al. Kar ena j um lah hole

dan elekt r onn ya sam a. Pada bahan t ype p, hole m er u pakan

pem baw a m uat an m ayor it as. Kar ena dengan penam bahan at om

dopan akan m eningkat kan j um lah hole sebagai pem baw a m uat an.

Sedangkan pem baw a m inor i t asnya adalah elekt r on.

Level ener gi dari hole aksept or dapat dilih at pada Gam bar 7. Jar ak

ant ar a level ener gi aksept or dengan pit a valensi sangat kecil yait u

sekit ar 0.01 eV unt uk ger m anium dan 0.05 eV unt uk silikon.

Dengan dem ikian hanya dibut uhkan ener gi yang sangat kecil bagi

elekt r on valensi unt uk m enem pat i hole di level ener gi aksept or .

Oleh kar ena it u pada suhu r r uang banyak sekali j um lah hole di pit a Gam bar 6. St r u kt ur Kr ist al Sem ikondukt or ( Silikon) Tipe P

Si

_Si

Si

B

atom Boron (B)

(22)

Bahan sem i kondukt or t ype p dapat dilu kiskan seper t i pada Gam bar

8. Kar ena at om - at om aksept or t elah m ener im a elekt r on, m aka

m enj adi ion yang ber m uat an negat ip. Sehin gga digam bar kan

dengan t anda negat ip. Pem baw a m ayor it as ber upa hole dan

pem baw a m inor it asny a ber upa elekt r on.

Gam bar 8. Bahan Sem ikondukt or Tipe P

-

-pembawa minoritas

pembawa mayoritas ion akseptor

Gam bar 7. Diagr am Pit a Ener gi Sem i kondukt or Tipe P

pita valensi pita konduksi

Eg = 0.67eV (Ge); 1.1eV (Si)

level energi akseptor energi

(23)

c.

Rangkum an 1

Suat u at om t er diri at as t iga par t ikel dasar , yait u: neut r on,

pr ot on, dan elekt r on. Pada at om yang seim bang ( net r al)

j um lah elekt r on dalam or bit sam a dengan j um lah pr ot on

dalam int i.

Muat an list r ik sebuah elekt r on adalah: - 1.602- 1 9 C dan

m u at an sebuah pr ot on adalah: + 1.602- 1 9 C.

Bahan silikon yang didoping dengan bahan ket idak m ur nian

( im pur it as) ber valensi lim a ( pent a- valens) m enghasilkan

sem i kondukt or t ipe n. Apabila bahan sem ikondukt or m ur ni

( in t rinsik) didoping dengan bahan im pur it as ( ket

idak-m ur nian) ber valensi t iga, idak-m aka diper oleh seidak-m ikon dukt or

t ype p

d.

Tugas 1

Car ilah unsur - unsur kim ia yang t er m asuk ke dalam kat egor i

sem i kondukt or ! ( Car i dalam t abel per iodik unsur - unsur kim ia)

e.

Tes f or m at if 1

1) Jelaskan penger t ian dar i bahan sem i kondukt or !

2) Apa ar t i dar i elekt r on valensi?

3) Apa yang dim aksu d dengan sem i kondukt or int r insik?

(24)

f.

Kunci j aw aban 1

1) Sem ikondukt or adalah bahan yang sif at -sif at kelist r ikannya

t er let ak ant ar a sif at - sif at kondukt or dan isol at or . Sif at - sif at

kelist rikan kondukt or m aupun isolat or t idak m udah ber ubah

oleh pengar uh t em per at ur , cahaya at au m edan m agnit ,

t et api pada sem i kondukt or sif at - sif at t er sebut sangat

sensit if .

2) Elekt r on valensi adalah j um lah elekt r on yang m enem pat i

or bit t er luar dar i st r u kt ur at om su at u bahan.

3) Sem ikondukt or int r insik adalah bahan sem ikondukt or m ur ni

( belum diber i cam pur an/ pengot or an) dim ana j um lah

elekt r on bebas dan holen ya adalah sam a. Kondukt ivit as

sem ikondukt or int r insik sangat r endah, kar ena t er bat asnya

j um lah pem baw a m uat an hole m aupun elekt r on bebas.

4) Bahan sem ikondukt or yang ber valensi t iga m isalnya bor on,

galium , dan indium .

2. Kegiat an Belaj ar 2

:

Kom ponen Pasif

a. Tuj u an kegiat an pem belaj ar an 2

1) Peserta diklat memahami jenis-jenis resistor dengan benar.

2) Peserta diklat menguasai tentang kode warna dan angka resistor

dengan benar.

3) Peserta diklat memahami kode warna pada kapasitor dengan

benar.

4) Peserta diklat menjelaskan kode angka dan huruf kapasitor

(25)

b.

Uraian m at eri 2

Yang t er m asuk kom ponen pasif adalah r esist or , kapasit or ,

indukt or .

Resist or

Resist or disebut j uga dengan t ahanan at au ham bat an,

ber f un gsi unt u k m engham bat ar us list r ik yang m elew at in ya.

Sat uan har ga r esist or adalah Ohm . ( 1 MW ( m ega ohm ) = 1000 KW ( kilo ohm ) = 106 W ( ohm ) ) .

Resist or t erbagi m e nj adi dua m aca m , yait u :

Resist or t et ap yait u r esist or yang nil ai ham bat annya r elat if

t et ap, biasan ya t er buat dar i kar bon, kaw at at au paduan

logam . Nil ainy a ham bat annya dit ent ukan oleh t ebalnya dan

panj angnya lint asan kar bon. Panj ang lint asan kar bon

t er gant ung dar i kisar nya alur yang berbent uk spir al.

Gam bar sim bol dan bent uk r esist or t et ap dapat dilihat pada

gam bar 8.

atau

(a)

(26)

Resist or var iabel at au pot ensiom et er , yait u r esist or

yang besar nya ham bat an dapat diubah- ubah. Yang

t erm asuk kedalam pot ensiom et er ini ant ara lain :

Resist or KSN ( koef isien suhu negat if ) , Resist or LDR

( light dependent r esist or ) dan Resist or VDR ( Volt age

Dependent Resist or ) . Gam bar sim bol dan bent uk

r esist or var iabel dapat dilihat pada gam bar 10.

Gam bar 10. ( a) Resist or Var iabel / Pot ensiom et er ;

( b) Sim bol r esist or var iabel/ pot ensi om et er

M enent ukan Kode W arna pada Resist or

Kode w ar na pada r esi st or m enyat akan har ga r esi st ansi dan

t oler ansinya. Sem akin kecil har ga t oler ansi su at u r esist or

adalah sem akin baik, kar ena har ga sebenarnya adalah har ga

yang t er t er a – har ga t oler ansinya.

Ter dapat r esi st or yang m em punyai 4 gelang w ar na dan 5

gelang w ar na seper t i yang t er lihat pada gam bar di baw ah in i :

(27)

(28)

Sehin gga nilai t ahanan r esist or adalah 10 x 103 W ± 5 % at au 10 K W dengan t oler ansi 5 %

Kode Huruf Resist or

Resist or yang m em punyai kode angka dan hur uf biasanya

adalah r esist or lilit an kaw at yang diselubun gi dengan

ker am ik/ por selin, seper t i t er lih at pada gam bar di baw ah ini :

Gam bar 12. Resi st or dengan Kode Angka dan Hur u f

Ar t i kode angka dan hur uf pada r esist or dengan kode 5 W 22 R

J adalah sebagai ber iku t :

5 W ber ar t i kem am puan daya r esi st or besar nya 5 w at t

22 R ber ar t i besar nya r esist ansi 22 W

(29)

Kapasit or

Kapasit or at au kondensat or adalah suat u kom ponen list r ik yang

dapat m enyim pan m uat an list r ik. Kapasit as kapasit or diukur

dalam F ( Far ad) = 10- 6mF ( m ikr o Far ad) = 10- 9 nF ( nano Far ad) = 10- 1 2 pF ( piko Far ad) . Kapasit or elekt r olit m em punyai dua

kut ub posit if dan kut ub negat if ( bipolar ) , sedangkan kapasit or

ker in g m isal kapasit or m ika, kapasit or ker t as t idak

m em bedakan kut ub posit if dan kut ub negat if ( non polar) .

Bent uk dan sim bol kapasit or dapat dilihat pada gam bar di

baw ah ini :

Gam bar 13. ( a) Kapasi t or ; ( b) Sim bol kapasit or

+

(b

)

(30)

Gam bar 14. Kode War na pada Kapasit or

Ar t i kode angka dan hur uf pada kapasit or dapat dilihat pada

t abel 2 di baw ah .

Tabel 2. Kode War na pada Kapasit or

W a r n a Ge la n g 1 ( An gk a )

Ge la n g 2 ( An gk a )

Ge la n g 3 ( Pe n ga li)

Ge la n g 4 ( Tole r a n si )

Ge la n g 5 ( Te ga nga n Ke r j a )

H it a m _{- 0 1 - -}

-Cok la t _{1 1 10 1 -}

-M e ra h _{2 2 10}2 ₂ 250

V 160 V

Jin gga _{3 3 10}3₃

-Ku n in g _{4 4 10}4 ₄ 400

V 200 V

H ij a u _{5 5 10}5₅

-Bir u _{6 6 10}6 ₆ 630

V 220 V

Ung u _{7 7 10}7₇

-Abu - a b u _{8 8 10}8₈

(31)

-Tabel 3. Kode Angka dan Hur uf pada Kapasit or

Kode angka Gelan g 1 ( Angka per t am a)

Gelan g 2 ( Angka kedua)

Gelan g 3 ( Fakt or pengali)

Kode hur uf ( Toler ansi

% )

0 - 0 1 B

1 1 1 10 C

2 2 2 102 D

3 3 3 103 F = 1

4 4 4 104 G = 2

5 5 5 105 H = 3

6 6 6 106 J = 5

7 7 7 107 K = 10

8 8 8 108 M = 20

9 9 9 109

Con t oh : - kode kapasit or = 562 J 100 V ar t in ya : besar nya

kapasit as = 56 x 102 pF = 5600 pF; besar nya t oler ansi = 5% ;

(32)

I ndukt or

I ndukt or adalah kom ponen list r ik yang digunakan sebagai

beban in dukt if . Sim bol indukt or seper t i pada gam bar di baw ah

ini :

Gam bar 15. ( a) I ndukt or ; ( b) Sim bol I ndukt or

Kapasit as indukt or dinyat akan dalam sat uan H ( Henr y) =

1000m H ( m ili Henr y) . Kapasit as indukt or diber i lam bang L,

sedangkan r eakt ansi in dukt if diber i lam bang XL.

XL = 2 p . f . L ( ohm ) . ………... ( 1)

dim ana : XL = r eakt ansi indukt if (W) p = 3,14

f = f r ekuensi ( Hz)

L = kapasit as indukt or (Henr y)

Pada indukt or t er dapat unsur r esist ansi ( R) dan indukt if ( XL)

j ika digunakan sebagai beban sum ber tegangan AC. Jika

digunakan sebagai beban sum ber t egangan DC, m aka hanya

(

a)

(33)

(34)

d. Tugas 2

1) Sebut kan kisar an kuat t er kecil sam pai t er besar r esist or yang

ada !

2) Sebut kan t ipe kapasit or dan bahan pem buat kapasit or !

3) Sebut kan cont oh- cont oh penggunaan in dukt or !

e. Tes f or m at if 2

1) Jelaskan apa yang dim aksud :

a. Resist or

b. Kapasit or

c. I ndukt or

2) Apa ar t i kode 82 k W 5% 9132 W pada r esist or ? 3) Apa ar t i kode 5 W 22 R J pada r esi st or ?

4) Apakah ar t i kode w arna pada kapasit or ber ikut Coklat ;

hit am ; j in gga; put ih; m er ah

5) Apa ar t i kode pada kapasit or : 562 J 100 V?

6) Suat u indukt or diberi sum ber t egangan AC 100 Volt , ar us

yang m engalir 1 Am per e, j ika diukur dengan Ohm m et er ,

(35)

f. Kunci j aw aban 2

1) . a) . Resist or adalah suat u kom ponen list r ik yang ber guna

unt uk m engham bat ar us list r ik.

b) . Kapasit or adalah su at u kom ponen list r ik

2) . 82 k W 5% 9132 W ar t inya besar nya r esist ansi = 82 k W; besar nya t oler ansi = 5% ; nom or ser inya = 9132 W.

3) . 5 W 22 R J ar t iny a besar nya kem am puan = 5 w at t ;

besar nya r esist ansi = 22 W; besar ny a t oler an si = 5% .

4) . Cokl at = 1; hit am = 0; j ingga = 103; put ih = t oler ansi 10

% ; m er ah = t egangan ker j a 250 V unt uk DC dan 160 V

unt uk AC

5) . Besar n ya kapasit as = 5600 pF, t oler ansi 5 % , t egangan

ker j a 100volt .

6) . Diket ahui : V = 100 Volt

I = 1 A

R = 99 W

f = 50 Hz

Z

=

V / I

=

100 / 1

W

= 100

W

X

L

=

= = 1 4 ,1 W

XL = 2 . p . f . L L = XL / 2 . p . f

= ( 1 4 ,1 / 2 . 3 ,1 4 . 5 0 ) . 1 0 0 m H

= 4 4 ,9 m H

2 2

R

Z

-

2 2

(36)

-g. Lem bar Ker j a 2

LEMBAR KERJA I : RESI STOR

Alat dan Bahan

1) Ohm m et er ... 1 buah

2) Resist or 4 gelang ... ... 5 m acam

3) Resist or 5 gelang ... ... 5 m acam

4) Resist or dar i bahan por selin ... 10 m acam

Kesehat an dan Keselam at an Ker j a

1) Bacalah dan paham i pet unj u k pr akt ikum pada set iap lem bar

kegiat an belaj ar !

2) Dalam m enggunakan m et er kum par an put ar ( volt m et er ,

am per m et er dan ohm m et er ) , m ulailah dar i bat as ukur yang

besar !

3) Jangan m elet akkan alat dan bah an dit epi m ej a!

Langkah Kerja

1) Siapkan alat dan bahan yang diper lukan!

2) Am at ilah kode w ar na pada m asing r esist or 4 gelang dan 5

gelang!

3) Ukur l ah r esist ansi r esist or sat u- per sat u dengan Oh m m et er !

4) Cat at lah har ga r esi st or t er sebut pada Tabel 4 di baw ah in i!

5) Ulangilah langkah no. 2 dan 3 unt uk hur uf m asing- m asing

r esist or yang m em punyai kode angka dan hur uf !

6) Cat at lah har ga r esi st or t er sebut pada Tabel 6 di baw ah in i!

7) Bandingkan hasi l pengam at an dengan hasi l pengukur an!

8) Buat lah kesim pulan !

(37)

Tabel 4. Dat a Hasil Pengam at an Kode War na pada Resi st or

Resist or Gelang₁ Gelang₂ Gelang₃ Gelang₄ Gelang₅

(38)

Lat ihan :

1) Apa per bedaan ant ar a hasi l pengukur an dengan hasil

pengam at an pada r esist or ! m engapa it u bisa t er j adi ?

2) Dar i besar nya nilai r esist ansi yang t er t er a pada r esist or buat

(39)

(40)

(41)

LEMBAR KERJA I I I I NDUKTOR

Alat dan Bahan

1) Ohm m et er ... ... 1 buah

2) Volt m et er ... ... ... 1 buah

3) Am per em et er ... ... 1buah

4) Sum ber t egangan AC var iabel ... ... 1 buah

5) I ndukt or Dekade 1- 100 m H... ... 1 buah

6) Saklar kut ub t unggal... ... ... 1 buah

7) Kabel penghubung ... secukupnya

Kesehat an dan Keselam at an Ker j a

1) Bacalah dan paham i pet unj u k pr akt ikum pada set iap lem bar

kegiat an belaj ar !

2) Dalam m enggunakan m et er kum par an put ar ( volt m et er ,

am per m et er dan ohm m et er ) , m ulailah dar i bat as ukur

yang besar !

3) Jangan m elet akkan alat dan bah an dit epi m ej a!

Langkah Kerja

1) Siapkan alat dan bahan yang diper lukan!

2) Buat lah r angkaian seper t i gam bar di baw ah in i!

A

V

(42)

(43)

3 . Kegiat an Belaj ar 3 :

Sifat dan M acam Bahan Penghant ar dan I sola

t or a . Tuj uan Pem belaj a ran

Set elah m em pelaj ar i kegiat an belaj ar sif at dan m acam

penghant ar dan isolat or sisw a m am pu m em ilah dan m em ilih

j enis penghant ar sesu ai dengan f un gsi dan kegunaanya dengan

t epat .

b. Uraia n M at eri 3

Dalam t eknik list r ik m aupun elekt r onika, khususnya pada

pelaj ar an pr akt ek, m em pelaj ar i dan m em aham i ber m acam

-m aca-m bahan dan sif at - sif at nya -m er u pakan hal yang sangat

pent ing. Dalam m em ilih bahan sebagai peyekat at au

penghant ar , per lu digunakan sesu ai dengan penggunaanya dan

m em per t im bangkan beber apa aspek pent in g. Selain sif at

bahan, j uga m em pun yai beber ap a ben t uk, seper t i bahan padat ,

cair dan gas. Ada j uga bahan yang m em iliki ket iga bent uk

t er sebut , pada t em per at ur t er t ent u. Pada pem bahasan kali ini

kit a akan m em bahas t ent ang bahan penghant ar ( kondukt or ) ,

isolat or dan sem ikondukt or .

1 ) Sifa t Ba han Kondukt or

Yang t er m asu k bahan- bahan penghant ar adalah bahan yang

m em iliki banyak elekt r on bebas pada k uli t t er luar or bit .

Elekt r on bebas ini akan sangat ber peng ar uh pada sif at bahan

t er sebut . Jika suat u bahan list r ik m em iliki banyak elekt r on

bebas pada or bit - or bit elekt r on, bahan ini m em iliki sif at sebagai

penhant ar list r ik.

Bahan penghant ar m em iliki sif at - sif at pent ing , yait u :

(44)

(45)

sat uan Kkal/ j am 0C. Ter ut am a diper hit ungkan dalam

pem akaian m esin list r ik beser t a per lengkapanya. Pada

um um nya logam m em pun yai daya hant ar pan as yang t inggi.

d) Daya Tegangan Tarik

Sif at m ekanis bahan sangat pent ing, t er ut am a unt uk

hant ar an diat as t anah. Oleh sebab it u, bahan yang dipakai

unt uk keper luan t er sebut har us diket ahui kekuat anya.

Ter ut am a m enyangkut penggunaan dalam pedist r ibusi an

t egangan t inggi.

e) Tim bulnya daya Elekt ro- m ot oris Term o

Sif at ini sangat pent ing sekali t er hadap du a t it ik kont ak

yang t er buat dar i dua bahan logam yang ber lain an j enis,

kar ena dalam suat u r angkaian, ar us akan m enim bulkan daya

elekt r o- m ot or is t er m o t er sendir i bila t er j adi per ubahan

t em per at ur suh u.

Daya elektro-motoris termo dapat terjadi lebih tinggi, sehingga dalam pengaturan arus dan tegangan dapat menyimpang meskipun sangat kecil. Besarnya perbedaan tegangan yang dibangkitkan tergantung pada sifat-sifat kedua bahan yang digunakan dan sebanding dengan perbedaan temperaturnya. Daya elektro-motoris yang dibangkitkan oleh perbedaan temperatur disebut dengan daya elektro-motoris termo.

Dari sekian banyak logam yang digunakan dalam teknik listrik dan elektronika, antara lain :alumunium, tembaga, seng, timah dan sebagainya. Adapun sifat-sifat logam seperti yang disebutkan diatas adalah sebagai berikut :

(46)

• Dapat dit em pa dalam keadaan dingin

• Tidak t ahan t er hadap gar am dapur at au laut

• War na silver at au per ak

• Tit ik didih = 18000C

• Rh o ( ) = 0,0278

• Alpha ( ) = 0,0047

5 . Sifa t t em baga ( Cu)

Beber apa sif at pent ing dar i logam t em baga :

• Dapat disepuh dan ber kar at bila t er kena CO2

• War na m er ah sedikit m engkilap

• Tit ik didih = 22360C - 23400C

• Rh o ( ) = 0,017

• Alpha ( ) = 0,0043

6 . Sifa t seng ( Zn)

Beber apa sif at pent ing yang dim iliki oleh bahan logam

sen g adalah :

• Dapat dit em pa dalam keadaan dingin

• Tidak t ahan t er hadap gar am dan asam gar am

• War na put ih kebir u- bir uan

• Rh o ( ) = 0,0043

• Alpha ( ) = 0,006

7 . Sifa t t im ah ( Sn)

Beber apa sif at pent ing yang dim il iki oleh bahan t im ah

adalah :

• War na j er nih m engkilap

• Rh o ( ) = 0,0043

• Alpha ( ) = 0,12

(47)

kondukt or / penghant ar pada j enis logam m ulia, seper t i : per ak,

em as dan plat ina. Bahan logam ini dinamakan logam m ulia

kar ena bahan in i m em iliki j um l ah elekt r on valensi yang lengkap,

sehi ngga sangat su lit unt uk m engadakan r eaksi lain.

Bahan padat lain yang dipakai unt uk penghan t ar adalah

w olf r am yang digunakan unt uk f ilam en kat oda pada t abung

elekt r on, lam u- lam pu pij ar , dan alat pem anas dengan

t em per at ur yang t ing gi.

Dw ilogam at au yang ser i ng disebut dengan bim et al adalah dua

j enis logam yang disam bung m enj adi sat u. Pem akaian dalam

bidang kelist r ikan sangat luas, m isal ; kont ak pengat ur ,

r egulat or . Digunakan unt uk m enj aga agar t em per at ur panas

selalu konst an. Bim et al ini dipasang didalam pem anas dan

f un gsinya m em ut us r angkaian bila t em per at ur nya m eningkat

dan akan m enyam bung kem bali r angkaian bila t em per at ur nya

t ur un.

2 ) Sifa t Ba han I solat or

Bahan yang disebut sebagai bahan isolat or adalah bahan

dielekt r ik, ini disebabkan j um lah elekt r on yang t er ikat oleh

gaya t ar ik int i sangat kuat . Elekt r o- elekt r onya sulit unt uk

ber ger ak at au bahkan t idak sangat sulit ber pin dah, w alaupun

t elah t er kena dor ongan dar i luar . Bahan isolat or ser ing

digunakan unt uk bahan penyekat ( dielekt r ik) . Pent yekat list r ik

t er ut am a dim aksu dkan agar list r ik t idak dapat m engalir j ika

pada bahan penyekat t er sebut diber i t egan gan list r i k. Unt uk

dapat m em enu hi persyar at an t er sebut , diper lukan j enis bahan

yang sesu ai. Selain syar at t er sebut j uga diper lukan syar at yang

lain yang diper t im bangkan unt uk m em enuhi pem akaianya,

(48)

a ) Sif at Kelist rikan

Bahan penyekat m em punyai t ahanan list r ik yang besar .

Penyekat list r ik dit uj ukan unt uk m encegah t er j adinya

kebocor an ar us list r ik ant ar a kedua penghant ar yang

ber beda pot ensial at au unt uk m encegah loncat an list r ik

ket anah. Kebocor an ar us list rik har us dibat asi

sekecil-keciln ya ( t idak m elam pui bat as yang t elah dit ent ukan oleh

per at ur an yang ber laku) .

b) Sif a t M ekanis

Mengin gat lu asny a pem akaiannya pemakaian bahan

penyekat , m aka diper t im bangkan kekuat an st r u kt ur

bahannya. Dengan dem ikian, dapat dibat asi hal- hal

penyebab ker usakan dikar enakan kesalahan pem akaiannya.

Misal diper lukan bahan yang t ahan t ar ikan, m aka kit a har us

m enggunakan bahan dar i kain dar ipada ker t as. Bahan kain

lebih kuat t er hadap t ar ikan dar ipada bahan k er t as.

c) Sif a t Term is

Panas yang dit im bulkan dar i dalam oleh ar us list r ik at au

oleh ar us gaya m agnet , ber pengar u h t er hadap kekuat an

bahan penyekat . Deem ikian panas yang ber asal dar i lu ar

( alam sekit ar ) . Dalam hal ini, kalau panas yang dit im bulkan

cukup t inggi, m aka penyekat yang digunakan har us t epat .

Adanya panas j uga har u s diper t im bangkan, agar t idak

m er u sak bahan penyekat yang digunakan.

d) Sif at Kim ia

Panas yang t inggi yang dit er im a oleh bahan penyekat dapat

m engakibat kan per ubahan susunan kim i a bahan. Dem ikian

j uga pengar uh adanya kelem baban udar a, basah yang ada

di sekit ar bahan penyekat . Jika kelem baban t idak dapat

dihin dar i, har uslah dipilih bahan penyekat yang t ahan

(49)

Mengin gat adanya ber m acam - m acam asal, sif at dan cir i

bahan penyekat , m aka unt uk m em udahkan kit a dalam

m em ilih unt uk aplikasi dalam kelist r ikan, kit a akan m em bagi

bahan penyekat ber dasar kelom poknya. Pem bagian

kelom pok bahan penyekat adalah sebagai ber iku t :

i) Bahan t am bang ( bat u pualam , asbes, m ika, dan

sebagain ya)

ii) Bahan ber ser at ( benang, kain, ker t as, pr espon, kayu,

dan sebagainya)

iii) Gelas dan ker am ik

iv) Plast ik

v) Kar et , bakelit , ebonit , dan sebagain ya

vi) Bahan yang dipadat kan.

Penyekat bent uk cair yang pent ing dan banyak digunakan

adalah m in yak t r ansf or m at or dan m acam - m acam hasil

m inyak bum i. Sedang penyekat bent uk gas adalah nit r ogen

dan kar bondioksi da ( CO2) .

Penggunaan bahan isolat or selain sebagai bahan penyekat

adalah sebagai bahan t ahanan ( r esist or ) . Bahan t ahanan

yang um unya dipakai m er upakan paduan/ cam pur an logam

-logam t er dir i dar i dua at au lebih unsur bahan cam pur an.

Pem akaian bahan t ahanan dalam kelist r ikan, ant ar a lain :

i) Unt uk pem buat an kot ak t ahanan st andar t dan sh unt

ii) Unt uk t ahanan dan r h eost at s

iii) Unt uk unsur pem anas, kom por list r ik dan sebagainya.

Sesu ai dengan penggunaanya bahan t ahanan har uslah

m em iliki t ahanan j enis yang t inggi, koef isien t em per at ur

yang t inggi, dan m em iliki daya elekt r o- m ot or is t er m o yang

kecil. Pada penggunaan yang m em but uh kan daya t ahan

(50)

panas yang t inggi t udak m udak dioksidir sehin gga m enj adi

ber kar at .

c. Rangkum a n 3

Pem ilihan j enis bahan penghant ar m aupun isolat or yang t epat ,

sesu ai dengan f ungsi dan kegunaanya dilapangan adalah suat u

pem aham an yang har us dim iliki oleh seorang t eknisi list r ik

m aupun elekt r onika. Sif at dan m acam bahan penghant ar

m aupun isolat or m enggam bar kan kegiat an pem belaj ar an

t ent ang j enis penghant ar yang banyak digunakan dilapangan.

Penget ahuan t ent ang bahan penghant ar m aupun elekt r onika

m endasar i unt uk pengem bangan t ent ang sif at dan

pengem bangan bahan sem ikondukt or .

d. Tugas 3

Am at i didaer ah sekit ar lingkungan kalian, per hat ikan bahan

kondukt or dan isolat or yang digunakan dalam inst alasi r um ah

anda dan salu r an dist ribusi list r ik ( t iang list r ik) ! . cat at dat a

penggunaan bahan kondukt or m aupun isolat or ! . Hasil

pengam at an sebagai bahan disku si dikelas, pada per t em uan

ber ikut nya.

e. Tes Form at if 3

1) Sebut kan beber apa sif at pent ing yang dim il iki oleh sebuah

penghant ar !

2) Apa yang dim aksu d dengan daya elekt r o- m ot or is t er m o ?.

3) Sebut kan beber apa logam yang t er m asuk j enis pada

golongan logam m ul ia yang digunakan dalam kelist r ikan ?

4) Apa yang dim aksud dengan bahan dw ilogam ?

5) Apa nam a bahan logam yang digunakan dalam kaw at lam pu

(51)

f . Kunci Jaw a ban Tes Form at if 3

1) Sif at pent ing yang har us dim iliki oleh sebuah penghant ar

adalah :

2) Daya elekt r o- m ot or is t er m o adalah sif at bahan yang sangat

pent ing sekali t er hadap dua t it ik kont ak yang t er buat dar i

dua bahan logam yang ber lainan j enis, kar ena dalam suat u

r angkaian, ar us akan m enim bulkan daya elekt r o- m ot or is

t er m o t er sendir i bila t er j adi per ubahan t em per at ur

su hu.daya elekt r o- m ot or is t er m o dapat t er j adi lebih t inggi,

sehi ngga dalam pengat ur an ar us dan t egangan dapat

m enyim pang m eski pun sangat kecil. Besar nya per bedaan

t egangan yang dibangkit kan t er gant un g pada sif at - si f at

kedua bahan yang digunakan dan sebandin g dengan

per bedaan t em per at ur n ya. Daya elekt r o- m ot or is yang

dibangkit kan oleh per bedaan t em per at ur disebut dengan

daya elekt r o- m ot or i s t er m o.

3) Jenis logam m ulia yang digunakan dalam kelist r ikan adalah:

per ak, plat ina. Dar i kedua bahan t er sebut yang m em iliki

daya hant ar yang t er baik dar i sem u a j enis bahan

penghant ar adalah per ak. Tet api j ika dilihat dar i segi

ekonom is har ga pem belian per ak sangat m ahal, m aka

penggunaan nya sangat t er bat as. Ham pir sem u a bahan

logam m ulia penggunaanya sangat t er bat as, dikar enakan

m ahalnya bahan dasar .

4) Bahan dw ilogam adalah kom ponen dalam kelist rikan yang

banyak digunakan. Bahan dw ilogam j uga dikenal dengan

bim et al. Yakni bahan yang m em adukan 2 bahan logam

(52)

5) Bahan dasar yang digunakan unt uk m em buat kaw at nyal; a

dalam lam pu pij ar adalah w olf r am . Wolfr am adalah j enis

penghant ar yang m em iliki ham bat an j enis yang besar .

Apabila dialir i list r ik ener gi t er sebut diubah m enj adi ener gi

panas, sehingga kaw at w olf r am m enyala ( ber pij ar ) .

g. Lem bar Kerj a 3 Alat dan Ba han

1. Mikr om et er ...1 unit

2. Jangka sor on g ...1 unit

3. Mult im et er ...1 unit

4. Ohm m et er . . . .. . . 1 unit

5. Ballast . . . .. . . .. . . 1 unit

6. Lam pu pij ar ... ... 2 buah

7. Kabel penghant ar t em baga ... ... 1 m et er

8. Kabel penghant ar alum i nium ...1 m et er

9. Kabel penghant ar em ail ... ... 1 m et er

Keselam at a n Kerj a

1. Per iksa alat dan bahan sebelum digunakan, past ikan alat at au

bahan yang digunakan t idak r usak.

2. Gun akan alat uku r sesuai dengan bat as uku r yang digunakan.

3. Per hat ikan posisi selekt or pada m ult im et er sebelum

digunakan, agar t idak salah dalam pengukur an.

Langkah Kerj a

1. Pilih salah sat u j enis penghant ar yang akan diukur , lakukan

pengukur an panj ang, diam et er lingkar an dan hit un g luas

penam pang.

(53)

3. Analisa dat a yang t elah diam bil unt uk m enget ahui kialit as

daya hant ar list r ik, ham bat an j enis, koef isien t er m al dan

sebagain ya.

Tabel Pengam a t an

Jenis

penghant ar

Diam et er

( d)

Luas

penam pang ( A)

Panj ang

kaw at ( l)

Daya

hant a

r

Tem baga ( NYA)

Alum inium

Tem baga

( ser abut )

Em ail

4. Kegiat a n Belaj ar 4

:

Komponen Ak t if

a. Tuj u an kegiat an pem belaj ar an 4

1) Peser t a Diklat m am pu m em aham i dan m enj elaskan kur va

kar akt er ist ik dioda sem ikondukt or .

2) Peser t a Diklat m am pu m enget ahui pr insip ker j a t r ansist or

sebagai saklar .

b. Ur aian m at er i 4

DI ODA SEM I KONDUKTOR

Dioda sem ikondukt or dibent uk dengan car a m enyam bun gkan

sem i- kondukt or t ipe p dan sem ikondukt or t ipe n. Pada saat

(54)

(55)

(56)

Kurva Karakt erist ik Dioda

Hubungan ant ar a besar n ya ar us yang m engalir m elalui dioda

dengan t egangan VA- K dapat dilihat pada kur va kar akt er ist ik

dioda ( Gam bar 20) .

Gam bar 20 m enun j ukan dua m acam kur va, yakni dioda

ger m anium ( Ge) dan dioda silikon ( Si) . Pada saat dioda diber i

bias m aj u, yakni bila VA- K posit ip, m aka ar us I D akan naik

dengan cepat set elah VA- K m encapai t egangan cut - in ( V_g) .

Tegangan cut - in ( V_g) ini kir a- kir a sebesar 0.2 Volt unt uk dioda

ger m anium dan 0.6 Volt unt uk dioda silikon. Dengan

pem ber ian t egangan bat er ai sebesar in i, m aka pot ensial

penghalang ( bar r i er pot ent ial) pada per sam bun gan akan

t er at asi, sehi ngga ar us dioda m ul ai m engalir dengan cepat .

Bagian kir i baw ah dar i gr af ik pada Gam bar 19 m er upakan kur va

kar akt er ist ik dioda saat m endapat kan bias m un dur . Disini j uga

t er dapat dua kur va, yait u unt uk dioda ger m anium dan silikon.

Besar nya ar us j enuh m undur ( r everse sat ur at ion cur r ent ) I s

ID (mA)

Ge Si

Si Ge

VA-K (Volt) Is(Si)=10nA

Is(Ge)=1mA

0.2 0.6

(57)

cont oh ini adalah 1 mA. Sedangkan unt u k dioda silikon I s adalah dalam or de nano am p er dalam hal in i adalah 10 nA.

Apabila t egang an VA- K yang ber polar it as negat ip t er sebut

dinaikkan t er us, m aka su at u saat akan m encapai t egangan

pat ah ( br eak- dow n) dim ana ar us I s akan naik dengan t iba- t iba.

Pada saat m encapai t egangan br eak- dow n ini, pem baw a

m inor it as diper cepat hingga m encapai kecepat an yang cukup

t inggi unt uk m engeluar kan elekt r on valensi dari at om .

Kem udian elekt r on ini j uga diper cepat unt uk m em bebaskan

yang lain nya sehin gga ar usnya sem akin besar . Pada dioda

biasa pencapaian t egangan br eak- dow n ini selalu dihindar i

kar ena dioda bisa r u sak.

Hubungan ar us dioda ( I D) dengan t egangan dioda ( VD) dapat

dinyat akan dalam per sam aan m at em at is yang dikem bangkan

oleh W. Shockley, yait u:

dim ana:

I D = ar us dioda (am per )

I s = ar us j enuh m un dur ( am per )

e = bilan gan nat ur al , 2.71828...

VD = beda t egangan pada dioda ( volt )

n = konst ant a, 1 unt uk Ge; dan » 2 unt uk Si VT = t egangan ekivalen t em per at ur ( volt )

Har ga I s su at u dioda dipengar uh i oleh t em per at ur , t ingkat

doping dan geom et r i dioda. Dan konst ant a n t er gant ung pada

sif at konst r uksi dan par am et er f isik dioda. Sedangkan har ga VT

(58)

dim ana:

k = konst ant a Bolt zm ann, 1.381 x 10- 2 3 J/ K

( J/ K ar t inya joule per der aj at kelvin)

T = t em per at ur m ut lak ( kelvi n)

q = m uat an sebuah elekt r on , 1.602 x 10- 1 9 C

Pada t em per at ur r u ang, 25 oC at au 273 + 25 = 298 K, dapat

dihit ung besar nya VT yait u:

( 1.381 x 10- 2 3 J/ K) ( 298K) VT =

1.602 x 10- 1 9 C = 0.02569 J/ C @ 26 m V

Har ga VT adalah 26 m V ini per lu diingat unt uk pem bicar aan

selanj ut nya.

Sebagaimana telah disebutkan bahwa arus jenuh mundur, I s,

dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti: doping, persambungan, dan

temperatur. Namun karena dalam pemakaian suatu komponen dioda,

faktor doping dan persambungan adalah tetap, maka yang perlu

mendapat perhatian serius adalah pengaruh temperatur.

TRANSI STOR

Tr ansist or m er upakan per alat an yang m em punyai 3 lapis N- P- N

at au P- N- P. Dalam r ent ang oper asi, ar us kolekt or IC m er u pakan

f ungsi dar i ar us basis IB. Per ubahan pada ar us basis IB

m em ber ik an per ubahan yang diper kuat pada ar us kolekt or

kT

(59)

Sim bol unt uk t r ansist or dapat dilihat pada Gam bar 21a dan

Gam bar 21b. ber ikut ini . Sedangkan kar akt er ist ik t r ansist or

dapat digam bar kan seper t i 22.

Gam bar 21. ( a) Tr ansist or ; ( b) . Sim bol Tr ansist or

(a)

(60)

Salah sat u car a pem ber ian t egan gan ker j a dar i t r ansist or dapat

dilakukan seper t i pada Gam bar 23. Jika digun akan unt uk j enis

NPN, m aka t egangan Vcc- ny a posit if , sedangkan unt uk j enis

PNP t egangannya negat if.

Gam bar 23. Rangkaian Tr ansist or

Ar us Ib ( m isalnya Ib 1) yang diber ikan dengan m engat ur Vb akan

m em ber ikan t it ik ker j a pada t r ansist or . Pada saat it u t r ansist or

akan m enghasilkan ar us collect or ( I c) sebesar I c dan t egangan

Vce sebesar Vce1. Tit ik Q ( t it ik ker j a t r ansist or ) dapat diper oleh

dar i per sam aan sebagai ber iku t :

Per sam aan gar is beban = Y = Vce = Vcc – I c x RL

Jadi unt uk I c = 0, m aka Vce = Vcc dan

unt uk Vce = 0, m aka diper oleh I c = Vcc/ RL

Apabila harga- h arga unt uk I c dan I ce sudah diperoleh ,

m aka dengan m enggunakan k ar akt er ist ik t r ansist or y ang

(61)

Pada um u m nya t r ansist or ber f u ngsi sebagai suat u sw it ching

( kont ak on- of f ) . Adapun ker j a t r ansist or yang ber f u ngsi sebagai

sw it chin g ini, selalu ber ada pada daer ah j en uh ( sat ur asi) dan

daer ah cut of f ( bagian yang diar sir pada Gam bar 21) . Tr ansist or

dapat beker j a pada daer ah j enuh dan daer ah cut of f - ny a,

dengan car a m elaku kan pengat ur an t egangan Vb dan r angkaian

pada basisn ya ( t ahanan Rb) dan j uga t ahanan bebannya ( RL) .

Unt uk m endapat kan on- of f yang ber gant ian dengan per iode

t er t ent u, dapat dilaku kan dengan m em ber ikan t egangan Vb yang

ber upa pulsa, seper t i pada Gam bar 24.

Gam bar 24. Pulsa Tr i gger dan Tegangan Ou t put Vce

Apabila Vb = 0, m aka t r ansist or of f ( cut of f ) , sedangkan

apabila Vb= V1 dan den gan m engat ur Rb dan R1 sedem ikian

r upa, sehingga m enghasilkan arus I b yang akan m enyebabkan

t r ansist or dalam keadaan j enuh . Pada keadaan in i Vce adalah

kir a- kir a sam a dengan nol ( Vsat = 0. 2 volt ) . Bent uk out put Vce

yang t er j adi pada Gam bar 23. Apabila dij elaskan adalah sebagai

(62)

Vcc+ I cR1 + Vce= 0, dihasilkan Vce= + Vcc

Pada kondisi Vb = V1, har ga Vce= 0 dan I v = I sat ur asi

Unt uk m endapat kan ar us Ic, ( I sat ur asi) yang cukup besar pada

r angkaian sw it ching ini, um um nya RL didisain sedem ikian r upa

sehi ngga RL m em puny ai t ahanan yang kecil.

c. Rangkum an 4

Dioda sem ikondukt or dapat diber i bias m aj u ( f or w ar d bias)

at au bias m un dur ( r ever se bias) unt uk m endapat kan

kar akt er ist ik t er t ent u.

Tr ansist or m em iliki 3 lapisan NPN at au PNP dengan t iga

t er m in al yait u em it or , colekt or dan basis.

Tr ansist or dapat ber f u ngsi sebagai saklar pada daer ah j enuh

( sat ur asi) dan daer ah cut of f .

d. Tugas 4

1) Sebut kan m acam - m acam diode yang ada di pasar an !

2) Car ilah cont oh penggunaan bias f or w ar d dan bias r ever se !

3) Ber ikan cont oh penggunaan t r ansi st or sebagai saklar ! .

e. Tes f or m at if 4

1) Apa yang dim aksu d dengan : dioda sem i kondukt or , r ever se

bias, f or w ar d bias

(63)

f . Kunci j aw aban 4

1) Diode sem i kondukt or adalah penyear ah yang dibuat dar i

bahan sem i kondukt or dengan m enggabungk an t ype p dan

t ype n.

Rever se bias adalah pem ber ian t egangan negat ip bat er ai k e

t er m in al anoda ( A) dan t egangan posit ip ke t er m inal kat oda

( K) dar i su at u dioda. Sehingga t egangan anoda kat oda VA- K

adalah negat ip ( VA- K < 0) .

For w ar ds bias adalah pem ber ian t egangan posit ip ke

t er m in al Anoda ( A) dan negat ipnya ke t er m in al kat oda ( K)

dar i su at u dioda.

2) Pada saat saklar t elah t er hubung, pada t r ansist or t elah

t er j adi pem icuan ar us pada basis yang m engakibat kan

t er j adi alir an ar us pada kolekt or ke em it or . Sedangkan j ika

saklar t er buka m aka pada basis t idak diper oleh ar us

pem icuan t et api m asi h ada ar us yang m elew at i kolekt or .

g. Lem bar ker j a 4

Lembar Kerja I : Dioda Semikonduktor

Alat dan Bahan:

1) Diode 1N 4002 ... 1 buah

2) Sumber Daya 12 V DC ... 1 Unit

3) Lampu LED ... 1 buah

4) Voltmeter dan Amperemeter DC ... 1 unit

Kesehatan dan Keselamatan Kerja

5. Per iksalah t er lebih dahulu sem ua kom ponen akt if m aupun

pasif sebelum digunakan !

(64)

Langkah Kerja:

1) Siapkanlah Gam bar r angkaian ser t a alat dan bahan yang

diper lukan pada r angkaian dibaw ah in i !

Gam bar 25. Rangkaian dioda 1

2) Rakit lah r angkaian seper t i Gam bar 24 di at as, usahakan

agar kom ponen diode t idak t er balik anode dan kat odenya

dan per iksakan hasi l r angkaian pada in st r u kt ur !

3) Set elah dinil ai benar hubungkan dengan sum ber t egangan

DC 3 Volt .

4) Lakukanlah pengam at an pada sim pul pengukur an yang ada

ser t a cat at lah hasi l pengukur an t er sebut pada Tabel 9!

5) Unt uk pengukur an ar us, sim pul pengukur an yang diam at i

adalah:

6) Sim pul No. 2. Sedangkan pengukur an t egangan, sim pul

pengukur an yang diam at i adalah: Sim pul No. 2 s/ d No. 0

7) Lakukanlah kem bali langkah No. 2 s/ d No. 5 unt uk

r angkaian dibaw ah ini , ser t a m asu kkan dat a pengam at an

pada Tabel 9!

.

X Lam pu LED

.

2

1

0

.

X Lam pu LED

.

2

1

(65)

8) Jika t elah selesai sem ua m aka lepaskan sum ber DC dari

r angkaian dan kem balikan sem u a alat dan bahan ke t em pat

sem ula.

Tabel 9. Pengamatan Diode

No. Kondisi yang diamati

V1 (Volt)

(2-0)

A1 (Ampere)

(2)

Keterangan (Kondisi Lampu)

1. Bias maju

2. Bias mundur

Lat ihan

1) Bagaim ana dioda sem i kondukt or dibent uk?

2) Bagaim ana ar us pada dioda yang diber i bias m un dur ?

3 )

Bagaim ana ar us pada dioda yang diber i bias m aj u

?

Lembar Kerja I I : Transistor

Alat dan Bahan :

1) Cat u daya 16 V AC …… ……… 1 un it

2) Osiloskop dua kanal ( dual t r ace) …… ……… 1 u nit

3) Am per m et er …….……… 1 buah

4) Mult im et er ……… 1 buah

5) Tr an sist or BC 547…… ……….. 1 buah

6) Resist or 200 W 2 A ………. 1 buah 7) Kabel penghubung ……….………… secukupnya

Kesehat an dan Keselam at an Ker j a:

(66)

3) Seger a kem balikan saklar pem ilih alat ukur Mult im et er dar i

posisi Ohm ke posisi Vac set elah m elakukan pengukur an

dengan besar an Oh m m et er .

Langkah Kerj a:

1) Per iksalah dan uj i t r ansist or dan r esist or dengan Ohm m et er

sebelum digunakan !

2) Rakit lah r angkaian t r ansist or sebagai sakelar seper t i pada

Gam bar diagr am di baw ah in i !

Gam bar 27. Rangkaian t r ansi st or sebagai saklar

3) Set elah r angkaian diper iksa secar a cer m at dan t idak ada

kesalahan pada r angkaian, hubungkanlah saklar dan cat u

daya !

4) At ur lah t egangan dar i gener at or f un gsi hingga t egangan

keluar an adalah 2 Vpp dan f r ekuensi = 5 KHz !

5) Ukur lah besar an arus kolekt or dan ar us basis, cat at lah hasil

pengukur an t er sebut ke Tabel 10!

6) Am at il ah pada layar osciloscope bent uk gelom bang kot ak

dar i FG dan ukur lah t egangan kolekt or - em it or saat sakelar

t er buka dan cat at lahlah dat a t er sebut kedalam Tabel 10!

7) Gam bar kan lah bent uk kedua gelom bang t er sebut !

8) Lakukanlah langkah- l angkah per cobaan t er sebut di at as

dengan m enaikkan t egangan keluar an gener at or f ungsi

A A

Saklar V Sumber

16 V dc _lampu

(67)

9) Selesai per cobaan, kem balikanlah alat dan bahan ke

t em pat nya sem u la!

Tabel 10. Pengat ur an Tegangan

Posisi Saklar Kondisi yang diam at i A1 ( am per e)

A2

( am per e)

kondisi lam pu Tegangan kel uar an 2 Vpp

Saklar Ter t ut up

Tegangan kel uar an 4 Vpp

Tegangan kel uar an 2 Vpp Saklar Ter buka

Tegangan kel uar an 4 Vpp

Lembar Latihan

1) Jelaskan lah pr insip ker j a r angkaian di at as?

2) Gam bar kan bent uk gelom bang keluar an dar i f r ekuensi

(68)

5.

Kegiat an Belaj ar 5

: Dasar Penyear ah

a.

Tuj uan kegiat an pem belaj ar an 5

1) Peser t a Diklat m am pu m enget ahui pr insip dar i penyear ahan

set engah gelom bang, gelom bang penuh dengan t r af o CT,

dan gelom bang penuh sist em j em bat an.

2) Peser t a Diklat m am pu m enget ahui pr insip ker j a dar i penggunaan dioda sebagai pem ot ong dan penggeser .

b. Ur aian m at er i 5

Penyearah Set engah Gelom bang

Dioda sem i kondukt or banyak digunakan sebagai penyear ah.

Penyear ah yang paling seder hana adalah penyear ah set engah

gelom bang, yait u yang t er dir i dar i sebuah dioda. Melihat dar i

nam anya, m aka hanya set engah gelom bang saj a yang akan

disear ahkan. Gam bar 28 m enunj ukkan r angkaian penyear ah

set engah gelom bang.

Rangkaian penyear ah set engah gelom bang m endapat m asu kan

dar i skunder t r af o yang ber upa sinyal ac berbent uk sinus, Vi =

Vm Sin wt ( Gam bar 28 ( b) ) . Dar i per sam aan t er sebut , Vm m er u pakan t egangan puncak at au t egangan m aksim um . Har ga

Vm ini hanya bisa diukur dengan CRO yakni dengan m elih at

langsu ng pada gelom bangnya. Sedangkan pada um u m ny a

har ga yang t er cant um pada sku nder t r af o adalah t egangan

ef ekt if . Hubungan ant ar a t egangan puncap Vm dengan

t egangan ef ekt if ( Vef f) at au t egangan r m s ( Vr m s) adalah: