KATA PENGANTAR. Karanganyar, Juli 2011 Penyusun. Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 1

(1)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 1

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah, SWT, karena berkat Rahmat dan hidayah-Nya modul ini dapat diselesaikan oleh penyusun.

Modul ELEKTRONIKA ANALOG dan DIGITAL DASAR (KK1) digunakan sebagai panduan kegiatan belajar mengajar Kompetensi Keahlian 1 yaitu Elektronika Analog dan digital Dasar, pada Program Keahlian Rekayasa Perangkat Lunak SMK Negeri 2 Karanganyar.

Saran dan kritik yang membangun, sangat penulis harapkan guna perbaikan modul ini, sehingga nantinya berguna bagi semua kalangan, khususnya bagi anak didik kami.

Karanganyar, Juli 2011 Penyusun.

(2)

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN DEPAN (COVER) ... i

KATA PENGANTAR ... ... ii

DAFTAR ISI . .. ... iii

PETA KEDUDUKAN MODUL... vi

PERISTILAHAN / GLOSSARY ... viii

1. Kegiatan Belajar 1 ... 6

a. Tujuan kegiatan pembelajaran 1 ... 6

b. Uraian materi 1 ... 6

c. Rangkuman 1 ... 15

d. Tugas 1 ... 15

e. Tes formatif 1 ... 15

f. Kunci jawaban formatif 1 ... 6

2. Kegiatan Belajar 2 ... 7

a. Tujuan kegiatan pembelajaran 2 ... 17

d. Tugas 2 ... 27

g. Lembar kerja 2 ... 29

3. Kegiatan Belajar 3 a. Tujuan kegiatan pembelajaran 3 ... 38

d. Tugas 3 ... 48

g. Lembar kerja 3 ... 50

c. Rangkuman 4... 71

d. Tugas 4 ... 71

g. Lembar kerja 4... 73

d. Tugas 5 ... 94

g. Lembar kerja 5... 97

LEMBAR EVALUASI A. PERTANYAAN ... 101

B. KUNCI JAWABAN LEMBAR EVALUASI ... 101

C. KRITERIA KELULUSAN... 102

BAB IV. PENUTUP ... 103

(3)

PERISTILAHAN / GLOSSARY

Common Emiter : penggunaan kaki emitor pada transistor secara bersama bagi

masukan dan keluaran

Common Collector : penggunaan kaki kolektor pada transistor secara bersama

bagi masukan dan keluaran

Common Base : penggunaan kaki basis pada transistor secara bersama bagi

masukan dan keluaran

Emiter Follower : pengikut emitor, keluaran diambil dari emitor

Inverting Amplifier : masukan melalui input membalik (pada penguat operasional),

keluaran berlawanan fasa dengan masukan

Non Inverting Amplifier : masukan melalui input tak membalik (pada penguat

operasional), keluaran sefasa dengan masukan Magnitude : nilai besar

Band pass : jenis filter

Low pass : jenis filter yang meloloskan sinyal frekuensi rendah dan

menahan sinyal frekuensi tinggi

High pass : jenis filter yang meloloskan sinyal frekuensi tinggi dan

menahan sinyal frekuensi rendah

Band pass : jenis filter yang meloloskan sinyal pada pita frekuensi tertentu

dan menahan sinyal pada frekensi lainnya Pass band : pita (bagian) yang meloloskan frekuensi

Stop band : pita (bagian) yang menahan frekuensi

Transition band : pita (bagian) transisi antara yang meloloskan dan menahan

frekuensi

Frekuensi : Jumlah gelombang tiap detik (Hertz)

(4)

A. Uraian Materi

Operasi komponen elektronika benda padat seperti dioda, LED, Transistor Bipolar dan FET serta Op-Amp atau rangkaian terpadu lainnya didasarkan atas sifat-sifat semikonduktor.

Semikonduktor adalah bahan yang sifat-sifat kelistrikannya terletak antara sifat-sifat konduktor dan isolator. Sifat-sifat kelistrikan konduktor maupun isolator tidak mudah berubah oleh pengaruh temperatur, cahaya atau medan magnit, tetapi pada semikonduktor sifat-sifat tersebut sangat sensitive.

Elemen terkecil dari suatu bahan yang masih memiliki sifat-sifat kimia dan fisika yang sama adalah atom. Suatu atom terdiri atas tiga partikel dasar, yaitu: neutron, proton, dan elektron. Dalam struktur atom, proton dan neutron membentuk inti atom yang bermuatan positip, sedangkan elektron-elektron yang bermuatan negatip mengelilingi inti. Elektron-elektron ini tersusun berlapis-lapis. Struktur atom dengan model Bohr dari bahan semikonduktor yang paling banyak digunakan adalah silikon dan germanium.

Seperti ditunjukkan pada Gambar 1 atom silikon mempunyai elektron yang mengorbit (mengelilingi inti) sebanyak 14 dan atom germanium mempunyai 32 elektron. Pada atom yang seimbang (netral) jumlah elektron dalam orbit sama dengan jumlah proton dalam inti. Muatan listrik sebuah elektron adalah: - 1.602 -19 C dan muatan sebuah proton adalah: + 1.602 - 19 C.

Gambar 1. Struktur Atom (a) Silikon; (b) Germanium

Elektron yang menempati lapisan terluar disebut sebagai elektron valensi. Atom silikon dan germanium masing mempunyai empat elektron valensi. Oleh karena itu baik atom silikon maupun atom germanium disebut juga dengan atom tetra-valent (bervalensi empat). Empat elektron valensi tersebut terikat dalam struktur kisi-kisi, sehingga setiap elektron valensi akan membentuk ikatan kovalen dengan elektron valensi dari atom-atom yang bersebelahan. Struktur kisi-kisi kristal silikon murni dapat digambarkan secara dua dimensi pada Gambar 2 guna memudahkan pembahasan.

Gambar 2. Struktur Kristal Silikon dengan Ikatan Kovalen

Modul 1

Teori Atom dan Molekul

Tujuan kegiatan pembelajaran :

1) Peserta diklat mampu memahami dan menjelaskan struktur atom semikonduktor. 2) Peserta diklat mampu memahami dan menjelaskan semikonduktor tipe N dan tipe P.

(5)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 5 Meskipun terikat dengan kuat dalam struktur kristal, namun bisa saja elektron valensi tersebut keluar dari ikatan kovalen menuju daerah konduksi apabila diberikan energi panas. Bila energi panas tersebut cukup kuat untuk memisahkan elektron dari ikatan kovalen maka elektron tersebut menjadi bebas atau disebut dengan elektron bebas. Pada suhu ruang terdapat kurang lebih 1.5 x 1010 elektron bebas dalam 1 cm3 bahan silikon murni (intrinsik) dan 2.5 x 1013 elektron bebas pada germanium. Semakin besar energi panas yang diberikan semakin banyak jumlah elektron bebas yang keluar dari ikatan kovalen, dengan kata lain konduktivitas bahan meningkat.

Semikonduktor Tipe N

Apabila bahan semikonduktor intrinsik (murni) diberi (didoping) dengan bahan bervalensi lain maka diperoleh semikonduktor ekstrinsik. Pada bahan semikonduktor intrinsik, jumlah elektron bebas dan holenya adalah sama. Konduktivitas semikonduktor intrinsik sangat rendah, karena terbatasnya jumlah pembawa muatan yakni hole maupun elektron bebas tersebut.

Jika bahan silikon didoping dengan bahan ketidak murnian (impuritas) bervalensi lima (penta-valens), maka diperoleh semikonduktor tipe n. Bahan dopan yang bervalensi lima ini misalnya antimoni, arsenik, dan pospor. Struktur kisi-kisi kristal bahan silikon type n dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Struktur Kristal Semikonduktor (Silikon) Tipe N

Karena atom antimoni (Sb) bervalensi lima, maka empat elektron valensi mendapatkan pasangan ikatan kovalen dengan atom silikon sedangkan elektron valensi yang kelima tidak mendapatkan pasangan. Oleh karena itu ikatan elektron kelima ini dengan inti menjadi lemah dan mudah menjadi elektron bebas. Karena setiap atom depan ini menyumbang sebuah elektron, maka atom yang bervalensi lima disebut dengan atom donor. Dan elektron “bebas” sumbangan dari atom dopan inipun dapat dikontrol jumlahnya atau konsentrasinya.

Meskipun bahan silikon type n ini mengandung elektron bebas (pembawa mayoritas) cukup banyak, namun secara keseluruhan kristal ini tetap netral karena jumlah muatan positip pada inti atom masih sama dengan jumlah keseluruhan elektronnya.

Pada bahan type n disamping jumlah elektron bebasnya (pembawa mayoritas) meningkat, ternyata jumlah holenya (pembawa minoritas) menurun. Hal ini disebabkan karena dengan bertambahnya jumlah elektron bebas, maka kecepatan hole dan elektron ber-rekombinasi (bergabungnya kembali elektron dengan hole) semakin meningkat. Sehingga jumlah holenya menurun.

Level energi dari elektron bebas sumbangan atom donor dapat digambarkan seperti pada Gambar 4. Jarak antara pita konduksi dengan level energi donor sangat kecil yaitu 0.05 eV untuk silikon dan 0.01 eV untuk germanium. Oleh karena itu pada suhu ruang saja, maka semua elektron donor sudah bisa mencapai pita konduksi dan menjadi elektron bebas.

(6)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 6 Bahan semikonduktor tipe n dapat dilukiskan seperti pada Gambar 5. Karena atom-atom donor telah ditinggalkan oleh elektron valensinya (yakni menjadi elektron bebas), maka menjadi ion yang bermuatan positip. Sehingga digambarkan dengan tanda positip. Sedangkan elektron bebasnya menjadi pembawa mayoritas. Dan pembawa minoritasnya berupa hole.

Gambar 5. Bahan Semikonduktor Tipe N Semikonduktor Tipe P

Apabila bahan semikonduktor murni (intrinsik) didoping dengan bahan impuritas (ketidak-murnian) bervalensi tiga, maka akan diperoleh semikonduktor type p. Bahan dopan yang bervalensi tiga tersebut misalnya boron, galium, dan indium. Struktur kisi-kisi kristal semikonduktor (silikon) type p adalah seperti Gambar 6.

Karena atom dopan mempunyai tiga elektron valensi, dalam Gambar 6 adalah atom Boron (B) , maka hanya tiga ikatan kovalen yang bisa dipenuhi. Sedangkan tempat yang seharusnya membentuk ikatan kovalen keempat menjadi kosong (membentuk hole) dan bisa ditempati oleh elektron valensi lain. Dengan demikian sebuah atom bervalensi tiga akan menyumbangkan sebuah hole. Atom bervalensi tiga (trivalent) disebut juga atom akseptor, karena atom ini siap untuk menerima elektron.

Seperti halnya pada semikonduktor type n, secara keseluruhan kristal semikonduktor type n ini adalah netral. Karena jumlah hole dan elektronnya sama. Pada bahan type p, hole merupakan pembawa muatan mayoritas. Karena dengan penambahan atom dopan akan meningkatkan jumlah hole sebagai pembawa muatan. Sedangkan pembawa minoritasnya adalah elektron.

Gambar 6. Struktur Kristal Semikonduktor (Silikon) Tipe P

Level energi dari hole akseptor dapat dilihat pada Gambar 7. Jarak antara level energi akseptor dengan pita valensi sangat kecil yaitu sekitar 0.01 eV untuk germanium dan 0.05 eV untuk silikon. Dengan demikian hanya dibutuhkan energi yang sangat kecil bagi elektron valensi untuk menempati hole di level energi akseptor. Oleh karena itu pada suhur ruang banyak sekali jumlah hole di pita valensi yang merupakan pembawa muatan.

Bahan semikonduktor type p dapat dilukiskan seperti pada Gambar 7. Karena atom-atom akseptor telah menerima elektron, maka menjadi ion yang bermuatan negatip. Sehingga digambarkan dengan tanda negatip. Pembawa mayoritas berupa hole dan pembawa minoritasnya berupa elektron.

(7)

Gambar 7. Diagram Pita Energi Semikonduktor Tipe P

Gambar 8. Bahan Semikonduktor Tipe P B. Rangkuman 1

Suatu atom terdiri atas tiga partikel dasar, yaitu: neutron, proton, dan elektron. Pada atom yang seimbang (netral) jumlah elektron dalam orbit sama dengan jumlah proton dalam inti. Muatan listrik sebuah elektron adalah: - 1.602-19 C dan muatan sebuah proton adalah: + 1.602-19 C.

Bahan silikon yang didoping dengan bahan ketidak murnian (impuritas) bervalensi lima (penta-valens) menghasilkan semikonduktor tipe n. Apabila bahan semikonduktor murni (intrinsik) didoping dengan bahan impuritas (ketidakmurnian) bervalensi tiga, maka diperoleh semikonduktor type p

C. Tugas 1

Carilah unsur-unsur kimia yang termasuk ke dalam kategori semikonduktor !

(Cari dalam tabel periodik unsur-unsur kimia) D. Tes formatif 1

1. Jelaskan pengertian dari bahan semikonduktor ! 2. Apa arti dari elektron valensi ?

3. Apa yang dimaksud dengan semikonduktor intrinsik ? 4. Sebutkan beberapa contoh semikonduktor bervalensi tiga !

(8)

Yang termasuk komponen pasif adalah resistor, kapasitor, induktor.

Resistor

Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya. Satuan harga resistor adalah Ohm. ( 1 MOhm (mega ohm) = 1000 KOhm (kilo ohm) = 106 ohm (ohm)).

Resistor terbagi menjadi dua macam, yaitu :

 Resistor tetap yaitu resistor yang nilai hambatannya relatif tetap, biasanya terbuat dari karbon, kawat atau paduan logam. Nilainya hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan panjangnya lintasan karbon. Panjang lintasan karbon tergantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral. Gambar simbol dan bentuk resistor tetap dapat dilihat pada gambar 9.

Gambar 9. (a) Resistor tetap; (b) Simbol resistor tetap

 Resistor variabel atau potensiometer, yaitu resistor yang besarnya hambatan dapat diubah-ubah. Yang termasuk kedalam potensiometer ini antara lain : Resistor KSN (koefisien suhu negatif), Resistor LDR (light dependent resistor) dan Resistor VDR (Voltage Dependent Resistor).

Gambar 10. (a) Resistor Variabel / Potensiometer; (b) Simbol resistor variabel/potensiometer

Menentukan Kode Warna pada Resistor

Kode warna pada resistor menyatakan harga resistansi dan toleransinya. Semakin kecil harga toleransi suatu resistor adalah semakin baik, karena harga sebenarnya adalah harga yang tertera ± harga toleransinya. Terdapat resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5 gelang warna seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 11. Resistor dengan 4 Gelang dan 5 Gelang Warna.

Modul 2

Komponen Pasif

Tujuan kegiatan pembelajaran :

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 dengan benar. 5) Peserta diklat menghitung induktor dengan benar.

(9)

Tabel 1. Kode Warna pada Resistor 4 Gelang

Warna Gelang 1 (Digit 1) Gelang 2 (digit 2) Gelang 3 (Faktor Pengali) Gelang 4 (Toleransi/%) Hitam - 0 1 - Coklat 1 1 10 1 Merah 2 2 102 2 Orange 3 3 103 3 Kuning 4 4 104 4 Hijau 5 5 105 5 Biru 6 6 106 6 Ungu 7 7 107 7 Abu-Abu 8 8 108 8 Putih 9 9 109 9 Emas - - 10-1 5 Perak - - 10-2 10 Tanpa Warna - - 10-3 20 Contoh :

Sebuah resistor dengan 4 gelang. Gelang pertama cokelat, gelang kedua cokelat, gelang ketiga orange dan gelang keempat emas. Tentukan nilai tahanan resistor !

Jawab :

Nilai Resistor tersebut : Gelang 1 (cokelat) = 1; Gelang 2 (cokelat)= 1; Gelang 3 (orange)= 103 ; Gelang 4 (emas) = 5 %;

Sehingga nilai tahanan resistor adalah 11 x 103 Ohm ± 5 % atau 10 K Ohm dengan toleransi 5 %

Kode Huruf Resistor

Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya adalah resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan keramik/porselin, seperti terlihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 12. Resistor dengan Kode Angka dan Huruf

Arti kode angka dan huruf pada resistor dengan kode 5 W 22 R J adalah sebagai berikut : 5 W berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt 22 R berarti besarnya resistansi 22 ohm dengan besarnya toleransi 5%

Kapasitor

Kapasitor atau kondensator adalah suatu komponen listrik yang dapat menyimpan muatan listrik. Kapasitas kapasitor diukur dalam F (Farad) = 10-6 mF (mikro Farad) = 10-9 nF (nano Farad) = 10-12 pF (piko Farad). Kapasitor elektrolit mempunyai dua kutub positif dan kutub negatif (bipolar), sedangkan kapasitor kering misal kapasitor mika, kapasitor kertas tidak membedakan kutub positif dan kutub negatif (non polar). Bentuk dan simbol kapasitor dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

(10)

Gambar 14. Kode Warna pada Kapasitor

Arti kode angka dan huruf pada kapasitor dapat dilihat pada tabel di bawah 2. Tabel 2. Kode Warna pada Kapasitor

Warna Gelang 1 (Angka) Gelang 2 (Angka) Gelang 3 ( Pengali) Gelang 4 (Toleransi/% ) Gelang 5 (Tegangan Kerja) Hitam - 0 1 - - - Coklat 1 1 10 1 - - Merah 2 2 102 2 250 V 160 V Orange 3 3 103 3 - - Kuning 4 4 104 4 400 V 200 V Hijau 5 5 105 5 - - Biru 6 6 106 6 630 V 220 V Ungu 7 7 107 7 - - Abu-Abu 8 8 108 8 - - Putih 9 9 109 9 - -

Tabel 3. Kode Angka pada Kapasitor Kode Angka Gelang 1

(Digit 1) Gelang 2 (digit 2) Gelang 3 (Faktor Pengali) Gelang 4 (Toleransi/%) 0 - 0 1 B 1 1 1 101 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 Contoh : kode kapasitor = 562 J 100 V

artinya : besarnya kapasitas = 56 x 102 F = 5600 F; besarnya toleransi = 5%; kemampuan tegangan kerja = 100 Volt.

Jadi interval : X = 5600 X 5 %, maka intervalnya = (5600 – X) s/d (5600 + X).

Induktor

Induktor adalah komponen listrik yang digunakan sebagai beban induktif. Simbol induktor seperti pada gambar di bawah ini :

(11)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 11 Kapasitas induktor dinyatakan dalam satuan H (Henry) = 1000mH (mili Henry). Kapasitas induktor diberi lambang L, sedangkan reaktansi induktif diberi lambang XL.

XL = 2 . π . f . L (ohm). ………... (1)

dimana :

XL = reaktansi induktif (W) π = 3,14

f = frekuensi (Hz)

L = kapasitas induktor (Henry)

Pada induktor terdapat unsur resistansi (R) dan induktif (XL) jika digunakan sebagai beban sumber tegangan AC. Jika digunakan sebagai beban sumber tegangan DC, maka hanya terdapat unsur R saja. Dalam sumber tegangan AC berlaku rumus :

I V Z  , dimana 2 2 2 XL R Z   2 2 2 R Z XL   _, 2 2 XL R Z   , 2 2 R Z XL  Dimana : Z = Impedansi (W) R = Tahanan (ohm) V = Tegangan AC (Volt) XL = Reaktansi induktif () I = Arus (Ampere)

Dari persamaan (2) jika sumber tegangan AC (V) dan arus (I) diketahui, maka Z dapat dihitung. Dari persamaan (3), jika R diketahui, maka XL dapat dihitung. Dari persamaan (1) jika f diketahui, maka L dapat dihitung.

B. Rangkuman

Dari uraian di atas dapat di tarik kesimpulan sebagai berikut :

 Resistor, Kapasitor dan Induktor termasuk ke dalam komponen pasif.

 Nilai resistor dan kapasitor dapat diketahui dengan melihat kode warna dan angka yang terdapat pada resistor dan kapasitor.

 Induktor memiliki unsur resistansi dan induktansi jika digunakan sebagai beban dalam sumber tegangan AC, sedangkan bila digunakan sebagai beban pada sumber tegangan DC hanya akan menghasilkan unsur resistansi.

C. Tugas

1) Sebutkan kisaran kuat terkecil sampai terbesar resistor yang ada ! 2) Sebutkan tipe kapasitor dan bahan pembuat kapasitor !

3) Sebutkan contoh-contoh penggunaan induktor !

D. Tes Formatif

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar dan jelas ! 1) Jelaskan apa yang dimaksud :

a) Resistor ; b) Kapasitor; dan c) Induktor 2) Apa arti kode 82 k W 5% 9132 W pada resistor ? 3) Apa arti kode 5 W 22 R J pada resistor ?

4) Apakah arti kode warna pada kapasitor berikut Coklat; hitam; jingga; putih; merah 5) Apa arti kode pada kapasitor : 562 J 100 V?

6) Suatu induktor diberi sumber tegangan AC 100 Volt, arus yang mengalir 1 Ampere, jika diukur dengan Ohmmeter, induktor tersebut berharga 99 W. Jika frekuensi sumber 50 Hz, berapakah kapasitas induktansi L ?

(12)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 12 U = I x R

Hukum Ohm

Kalau antara dua kutub positif dan kutub negatif dari sebuah sumber tegangan kita hubungkan dengan sepotong kawat penghantar, maka akan mengalir arus listrik dari kutub positif ke kutub negatif. Arus ini mendapat hambatan dalam penghantar itu. Dari peristiwa diatas dapat diketahui bahwa ada hubungan antara arus yang mengalir dalam hambatan kawat dan adanya sumber tegangan. Besarnya arus listrik yang mengalir tergantung dari besarnya hambatan kawat. Semakin besar hambatan kawat, maka semakin kecil arus yang mengalir. Apabila sumber listrik bertegangan 1 volt dihubungkan dengan hambatan sebesar 1 Ohm, maka arus yang mengalir sebesar 1 amper.

Gambar 16. Tegangan 1 V mengalirkan Arus 1 A dalam Hambatan 1 Ohm

Dalam penyelidikannya George Simon Ohm (ahli ilmu fisika dari Jerman) menemukan bahwa arus listrik yang mengalir alam hambatan akan bertambah besar jika tegangan dinaikkan, sementara nilai hambatannya tetap. Dari uraian diatas dapat dituliskan rumus hukum Ohm, yaitu :

dimana :

U = tegangan dalam satuan volt I = arus dalam satuan amper R = hambatan dalam satuan Ohm

Contoh : Sebuah accu 12 volt dihubungkan dengan sebuah lampu yang mempunyai hambatan

24 ohm. Berapakah arus yang mengalir didalam lampu.

Jawab : U  I x R R U I   24 12 

I ; maka arus yang mengalir sebesar 0,5 A

Daya Listrik

Daya listrik diberi simbol huruf P dan dalam satuan Watt. Dari rumus hukum Ohm dapat dituliskan persamaan untuk daya listrik, yaitu:

Tujuan Kegiatan Pemelajaran :

Setelah menyelesaikan kegiatan belajar 3 ini, siswa diharapkan dapat : 1. Menyebutkan rumus hukum Ohm.

2. Menghitung besarnya arus yang mengalir jika besarnya tegangan dan hambatan diketahui. 3. Menyebutkan rumus daya listrik.

4. Menghitung besarnya daya yang ada jika besarnya tegangan dan arus diketahui.

P = U x I

MODUL 3

Hukum Ohm

(13)

dimana :

U = tegangan dalam satuan volt I = arus dalam satuan amper P = daya dalam satuan Watt R = hambatan dalam satuan ohm

Dari contoh di atas dapat dihitung daya lampu adalah: P = U x I  P = 12 x 0,5  P = 6 watt

B. Rangkuman

1. Menurut hukum Ohm besar arus yang mengalir akan sebesar 1 amper jika tegangan sumber adalah 1 volt dan hambatan yang terpasang 1 Ohm.

2. Daya listrik dihitung dengan rumus:

C. Tugas

Ukurlah besarnya arus yang mengalir pada hambatan 100 Ohm yang dipasang pada accu yang tegangannya 12 Volt.

D. Tes Formatif

1. Hitunglah besarnya arus yang mengalir pada hambatan 500 Ohm yang dipasang pada tegangan 10 Volt.

2. Hitunglah besarnya daya yang ada pada hambatan 25 Ohm jika arus yang mengalir 2 amper.

(14)

Komponen aktif diantaranya adalah sebagai berikut :  DIODA SEMIKONDUKTOR

Dioda semikonduktor dibentuk dengan cara menyambungkan semi-konduktor tipe p dan semikonduktor tipe n. Pada saat terjadinya sambungan (junction) p dan n, hole-hole pada bahan p dan elektron-elektron pada bahan n disekitar sambungan cenderung untuk berkombinasi. Hole dan elektron yang berkombinasi ini saling meniadakan, sehingga pada daerah sekitar sambungan ini kosong dari pembawa muatan dan terbentuk daerah pengosongan (depletion region).

Gambar 17. (a) Pembentukan Sambungan;(b) Daerah Pengosongan; (c) Dioda Semikonduktor ;(d) Simbol Dioda

Oleh karena itu pada sisi p tinggal ion-ion akseptor yang bermuatan negatip dan pada sisi n tinggal ion-ion donor yang bermuatan positip. Namun proses ini tidak berlangsung terus, karena potensial dari ion-ion positip dan negatip ini akan mengahalanginya. Tegangan atau potensial ekivalen pada daerah pengosongan ini disebut dengan tegangan penghalang (barrier potential). Besarnya tegangan penghalang ini adalah 0.2 untuk germanium dan 0.6 untuk silikon. Lihat Gambar 16.

Suatu dioda bisa diberi bias mundur (reverse bias) atau diberi bias maju (forward bias) untuk mendapatkan karakteristik yang diinginkan. Bias mundur adalah pemberian tegangan negatif baterai ke terminal anoda (A) dan tegangan positip ke terminal katoda (K) dari suatu dioda. Dengan kata lain, tegangan anoda katoda VA-K adalah negatip (VA-K < 0). Apabila tegangan positif baterai dihubungkan ke terminal Anoda (A) dan negatipnya ke terminal katoda (K), maka dioda disebut mendapatkan bias maju (foward bias).

Lihat pada gambar 18.

Gambar 18. Dioda Diberi Bias Mundur daerah pengosongan

Modul 4

Komponen Aktif

Tujuan Kegiatan Pembelajaran :

1) Peserta Diklat mampu memahami dan menjelaskan kurva karakteristik dioda semikonduktor. 2) Peserta Diklat mampu mengetahui prinsip kerja transistor sebagai saklar.

(15)

Gambar 19. Dioda Diberi Bias Maju Kurva Karakteristik Dioda

Hubungan antara besarnya arus yang mengalir melalui dioda dengan tegangan VA-K dapat dilihat pada kurva karakteristik dioda (Gambar 20).

Gambar 20 menunjukan dua macam kurva, yakni dioda germanium (Ge) dan dioda silikon (Si). Pada saat dioda diberi bias maju, yakni bila VA-K positip, maka arus ID akan naik dengan cepat setelah VA-K mencapai tegangan cut-in (Vg). Tegangan cut-in (Vg) ini kira-kira sebesar 0.2 Volt untuk dioda germanium dan 0.6 Volt untuk dioda silikon. Dengan pemberian tegangan baterai sebesar ini, maka potensial penghalang (barrier potential) pada persambungan akan teratasi, sehingga arus dioda mulai mengalir dengan cepat.

Gambar 20. Kurva Karakteristik Dioda

Bagian kiri bawah dari grafik pada Gambar 19 merupakan kurva karakteristik dioda saat mendapatkan bias mundur. Disini juga terdapat dua kurva, yaitu untuk dioda germanium dan silikon.

Besarnya arus jenuh mundur (reverse saturation current) Is untuk dioda germanium adalah dalam orde mikro amper dalam contoh ini adalah 1 mA. Sedangkan untuk dioda silikon Is adalah dalam orde nano amper dalam hal ini adalah 10 nA.

Apabila tegangan VA-K yang berpolaritas negatip tersebut dinaikkan terus, maka suatu saat akan mencapai tegangan patah (break-down) dimana arus Is akan naik dengan tiba-tiba. Pada saat mencapai tegangan break-down ini, pembawa minoritas dipercepat hingga mencapai kecepatan yang cukup tinggi untuk mengeluarkan elektron valensi dari atom. Kemudian elektron ini juga dipercepat untuk membebaskan yang lainnya sehingga arusnya semakin besar. Pada dioda biasa pencapaian tegangan break-down ini selalu dihindari karena dioda bisa rusak.

Hubungan arus dioda (ID) dengan tegangan dioda (VD) dapat dinyatakan dalam persamaan matematis yang dikembangkan oleh W. Shockley, yaitu:

 



/ .



1





VD nVT

e

Is

ID

dimana:

ID = arus dioda (amper)

Is = arus jenuh mundur (amper) e = bilangan natural, 2.71828... VD = beda tegangan pada dioda (volt)

n = konstanta, 1 untuk Ge; dan » 2 untuk Si VT = tegangan ekivalen temperatur (volt)

(16)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 16 Harga Is suatu dioda dipengaruhi oleh temperatur, tingkat doping dan geometri dioda. Dan konstanta n tergantung pada sifat konstruksi dan parameter fisik dioda. Sedangkan harga VT ditentukan dengan persamaan :

Dimana :

k = konstanta Boltzmann, 1.381 x 10-23 J/K (J/K artinya joule per derajat kelvin) T = temperatur mutlak (kelvin)

q = muatan sebuah elektron, 1.602 x 10-19 C

Pada temperatur ruang, 25 oC atau 273 + 25 = 298 K, dapat dihitung besarnya VT yaitu:

Harga VT adalah 26 mV ini perlu diingat untuk pembicaraan selanjutnya. Sebagaimana telah disebutkan bahwa arus jenuh mundur, Is, 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.

 TRANSISTOR

Transistor merupakan peralatan yang mempunyai 3 lapis N-P-N atau P-N-P. Dalam rentang operasi, arus kolektor IC merupakan fungsi dari arus basis IB. Perubahan pada arus basis IB memberikan perubahan yang diperkuat pada arus kolektor untuk tegangan emitor-kolektor VCE yang diberikan.

Perbandingan kedua arus ini dalam orde 15 sampai 100. Simbol untuk transistor dapat dilihat pada Gambar 21a dan Gambar 21b. berikut ini. Sedangkan karakteristik transistor dapat digambarkan seperti 22.

Gambar 21. (a) Transistor ; (b). Simbol Transistor

(17)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 17 Salah satu cara pemberian tegangan kerja dari transistor dapat dilakukan seperti pada Gambar 23. Jika digunakan untuk jenis NPN, maka tegangan Vcc-nya positif, sedangkan untuk jenis PNP tegangannya negatif.

Gambar 23. Rangkaian Transistor

Arus Ib (misalnya Ib1) yang diberikan dengan mengatur Vb akan memberikan titik kerja pada transistor. Pada saat itu transistor akan menghasilkan arus collector (Ic) sebesar Ic dan tegangan Vce sebesar Vce1. Titik Q (titik kerja transistor) dapat diperoleh dari persamaan sebagai berikut :

Persamaan garis beban = Y = Vce = Vcc – Ic x RL Jadi untuk Ic = 0, maka Vce = Vcc

untuk Vce = 0, maka diperoleh Ic = Vcc/RL

Apabila harga-harga untuk Ic dan Ice sudah diperoleh, maka dengan menggunakan karakteristik transistor yang bersangkutan, akan diperoleh titik kerja transistor atau titik Q. Pada umumnya transistor berfungsi sebagai suatu switching (kontak on-off). Adapun kerja transistor yang berfungsi sebagai switching ini, selalu berada pada daerah jenuh (saturasi) dan daerah cut off (bagian yang diarsir pada Gambar 22). Transistor dapat bekerja pada daerah jenuh dan daerah cut off-nya, dengan cara melakukan pengaturan tegangan Vb dan rangkaian pada basisnya (tahanan Rb) dan juga tahanan bebannya (RL). Untuk mendapatkan on-off yang bergantian dengan periode tertentu, dapat dilakukan dengan memberikan tegangan Vb yang berupa pulsa, seperti pada Gambar 24.

Gambar 24. Pulsa Trigger dan Tegangan Output Vce

Apabila Vb = 0, maka transistor off (cut off), sedangkan apabila Vb=V1 dan dengan mengatur Rb dan R1 sedemikian rupa, sehingga menghasilkan arus Ib yang akan menyebabkan transistor dalam keadaan jenuh. Pada keadaan ini Vce adalah kira-kira sama dengan nol (Vsat = 0.2 volt). Bentuk output Vce yang terjadi pada Gambar 24. Apabila dijelaskan adalah sebagai berikut (lihat Gambar 23 dan Gambar 24) :

Pada kondisi Vb = 0, harga Ic = 0, dan berdasarkan persamaan loop : Vcc+ IcR1 + Vce= 0, dihasilkan Vce= +Vcc

Pada kondisi Vb = V1, harga Vce= 0 dan Iv = I saturasi.

Untuk mendapatkan arus Ic (I saturasi) yang cukup besar pada rangkaian switching ini, umumnya RL didesain sedemikian rupa sehingga RL mempunyai tahanan yang kecil.

(18)

B. Rangkuman

Dari uraian materi di atas dapat di buat kesimpulan sebagai berikut :

1) Dioda semikonduktor dapat diberi bias maju (forward bias) atau bias mundur (reverse bias) untuk mendapatkan karakteristik tertentu.

2) Transistor memiliki 3 lapisan NPN atau PNP dengan tiga terminal yaitu emitor, colektor dan basis.

3) Transistor dapat berfungsi sebagai saklar pada daerah jenuh (saturasi) dan daerah cut off.

C. Tugas

1) Sebutkan macam-macam diode yang ada di pasaran ! 2) Carilah contoh penggunaan bias forward dan bias reverse ! 3) Berikan contoh penggunaan transistor sebagai saklar !

D. Tes Formatif

1) Apa yang dimaksud dengan : dioda semikonduktor, reverse bias, forward bias 2) Jelaskan prinsip kerja transistor sebagai saklar !

(19)

1) Sistem Desimal dan Biner

Dalam sistem bilangan desimal, nilai yang terdapat pada kolom ketiga pada Tabel 12, yaitu A, disebut satuan, kolom kedua yaitu B disebut puluhan, C disebut ratusan, dan seterusnya. Kolom A, B, C menunjukkan kenaikan pada eksponen dengan basis 10 yaitu :

100 = 1 101 = 10 102 = 100

Dengan cara yang sama, setiap kolom pada sistem bilangan biner, yaitu sistem bilangan dengan basis, menunjukkan eksponen dengan basis 2, yaitu 20 = 1, 21 = 2, 22 = 4, dan seterusnya.

Tabel 12. Nilai Bilangan Desimal dan Biner

Kolom Desimal Kolom Biner

C B A C B A

102 = 100 101 = 10 100 = 1 22 = 4 21 = 2 20 = 1

Ratusan Puluhan Satuan Empatan Duaan Satuan

Setiap digit biner disebut bit; bit paling kanan disebut least significant bit (LSB), dan bit paling kiri disebut most significant bit (MSB).

Tabel 13. Daftar Bilangan Desimal dan Bilangan Biner Ekivalennya

Untuk membedakan bilangan pada sistem yang berbeda digunakan subskrip. Sebagai contoh 910 menyatakan bilangan sembilan pada sistem bilangan desimal, dan 011012 menunjukkan

bilangan biner 01101. Subskrip tersebut sering diabaikan jika sistem bilangan yang dipakai sudah jelas.

Tabel 14. Contoh Pengubahan Bilangan Biner menjadi Desimal

Biner Kolom Biner Desimal

32 16 8 4 2 1 1110 - - 1 1 1 0 8 + 4 + 2 = 14 1011 - - 1 0 1 1 8 + 2 + 1 = 11 11001 - 1 1 0 0 1 16 + 8 + 1 = 25 10111 - 1 0 1 1 1 16 + 4 + 2 + 1 = 23 110010 1 1 0 0 1 0 32 + 16 + 2 = 50 Desimal Biner C(MSB) (4) B (2) A(LSB) (1) 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1

Setelah mempelajari uraian materi modul 5 ini, diharapkan siswa dapat memahami tentang sistem bilangan dan aritmatika biner.

Modul 5 :

(20)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 20  Konversi Desimal ke Biner

Cara untuk mengubah bilangan desimal ke biner adalah dengan pembagian. Bilangan desimal yang akan diubah secara berturut-turut dibagi 2, dengan memperhatikan sisa pembagiannya. Sisa pembagian akan bernilai 0 atau 1, yang akan membentuk bilangan biner dengan sisa yang terakhir menunjukkan MSBnya. Sebagai contoh, untuk mengubah 5210 menjadi bilangan biner, diperlukan langkah-langkah berikut :

52 : 2 = 26 sisa 0, LSB 26 : 2 = 13 sisa 0 13 : 2 = 6 sisa 1 6 : 2 = 3 sisa 0 3 : 2 = 1 sisa 1 1 : 2 = 0 sisa 1, MSB

Sehingga bilangan desimal 5210 akan diubah menjadi bilangan biner 110100.

Cara di atas juga bisa digunakan untuk mengubah sistem bilangan yang lain, yaitu oktal atau heksadesimal.

2) Bilangan Oktal

Bilangan Oktal adalah sistem bilangan yang berbasis 8 dan mempunyai delapan simbol bilangan yang berbeda : 0,1,2,….,7.

Teknik pembagian yang berurutan dapat digunakan untuk mengubah bilangan desimal menjadi bilangan oktal.

Bilangan desimal yang akan diubah secara berturut-turut dibagi dengan 8 dan sisa pembagiannya harus selalu dicatat. Sebagai contoh, untuk mengubah bilangan 581910 ke oktal,

langkah-langkahnya adalah : 5819 : 8 = 727, sisa 3, LSB 727 : 8 = 90, sisa 7 90 : 8 = 11, sisa 2 11 : 8 = 1, sisa 3 1 : 8 = 0, sisa 1, MSB Sehingga 581910 = 132738

 Bilangan Oktal dan Biner

Setiap digit pada bilangan oktal dapat disajikan dengan 3 digit bilangan biner, lihat Tabel 1.5. Untuk mengubah bilangan oktal ke bilangan biner, setiap digit oktal diubah secara terpisah. Sebagai contoh, 35278 akan diubah sebagai berikut:

38 = 0112, MSB

58 = 1012

28 = 0102

78 = 1112, LSB

Sehingga bilangan oktal 3527 sama dengan bilangan 011 101 010 111.

Sebaliknya, pengubahan dari bilangan biner kebilangan oktal dilakukan dengan mengelompokkan setiap tiga digit biner dimulai dari digit paling kanan, LSB. Kemudian, setiap kelompok diubah secara terpisah ke dalam bilangan oktal. Sebagai contoh,bilangan (11110011001)2 akan dikelompokkan menjadi 11 110 011 001, sehingga.

112 = 38, MSB

1102 = 68

0112 = 38

0012 = 18, LSB

Jadi, bilangan biner 11110011001 apabila diubah menjadi bilangan oktal akan diperoleh 36318.

(21)

3) Bilangan Hexadesimal

Bilangan heksadesimal, sering disingkat dengan hex, adalah bilangan dengan basis 1610, dan

mempunyai 16 simbol yang berbeda, yaitu 0 sampai dengan 15.

Bilangan yang lebih besar dari 1510 memerlukan lebih dari satu digit hex. Kolom heksadesimal

menunjukkan eksponen dengan basis 16, yaitu 160 = 1, 161 = 16, 162 = 256, dan seterusnya. Sebagai contoh :

152B16 = (1 x 163) + (5 x 162) + (2 x 161) + (11 x 160)

= 1 x 4096 + 5 x 256 + 2 x 16 + 11 x 1 = 4096 + 1280 + 32 + 11 = 541910

Sebaliknya, untuk mengubah bilangan desimal menjadi bilangan heksadesimal, dapat dilakukan dengan cara membagi bilangan desimal tersebut dengan 16. Sebagai contoh, untuk mengubah bilangan 340810 menjadi bilangan heksadesimal, dilakukan dengan langkah-langkah

sebagai berikut :

3409/16 = 213, sisa 110 = 116, LSB

213/16 = 1 3, sisa 5 10 = 516

13/16 = 0, sisa 1310 = D16, MSB

Sehingga, 340910 = D5116.

 Bilangan Hexadesimal dan Biner

Setiap digit pada bilangan heksadesimal dapat disajikan dengan empat buah bit. Untuk mengubah bilangan heksadesimal menjadi bilangan biner, setiap digit dari bilangan heksadesimal diubah secara terpisah ke dalam empat bit bilangan biner. Sebagai contoh, 2A5C16 dapat diubah ke bilangan biner sebagai berikut.

216 = 0010, MSB

A16 = 1010

516 = 0101

C16 = 1100, LSB

Sehingga, bilangan heksadesimal 2A5C akan diubah menjadi bilangan biner 0010 1010 0101 1100.

Sebaliknya, bilangan biner dapat diubah menjadi bilangan heksadesimal dengan cara mengelompokkan setiap empat digit dari bilangan biner tersebut dimulai dari digit paling kanan.

Sebagai contoh, 01001111010111002 dapat dikelompokkan menjadi 0100 1111 0101

1110. Sehingga : 01002 = 416, MSB 11112 = F16 01012 = 516 11102 = E16, LSB

Dengan demikian, bilangan 0100 1111 0101 11102 = 4F5E16.

4) Bilangan Biner Pecahan

Dalam sistem bilangan desimal, bilangan pecahan disajikan dengan menggunakan titik desimal. Digit-digit yang berada di sebelah kiri titik desimal mempunyai nilai eksponen yang semakin besar, dan digit-digit yang berada di sebelah kanan titik desimal mempunyai nilai eksponen yang semakin kecil.

Sehingga :

0.110 = 10-1 = 1/10

0.1010 = 10-2 = 1/100

0.2 = 2 x 0.1 = 2 x 10-1, dan seterusnya.

(22)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 22 Sehingga : 0.12 = 2-1 = ½, dan 0.012 = 2-2- = ½2 = ¼ Sebagai contoh : 0.1112 = ½ + ¼ + 1/8 = 0.5 + 0.25 + 0.125 = 0.87510 101.1012 = 4 + 0 + 1+ ½ + 0 + 1/8 = 5 + 0.625 = 5.62510

Pengubahan bilangan pecahan dari desimal ke biner dapat dilakukan dengan cara mengalihkan bagian pecahan dari bilangan desimal tersebut dengan 2, bagian bulat dari hasil perkalian merupakan pecahan dalam bit biner. Proses perkalian diteruskan pada sisa sebelumnya

sampai hasil perkalian = 1 atau sampai ketelitian yang diinginkan. Bit biner pertama yang

diperoleh merupakan MSB dari bilangan biner pecahan. Sebagai contoh, untuk mengubah 0.62510 menjadi bilangan biner dapat dilaksanakan dengan :

0.625 x 2 = 1.25, bagian bulat = 1 (MSB), sisa = 0.25 0.25 x 2 = 0.5, bagian bulat = 0, sisa = 0.5 0.5 x 2 = 1.0, bagian bulat = 1 (LSB), tanpa sisa

Sehingga : 0.62510 = 0.1012

5) Sistem Bilangan BCD

Sampai saat ini kita hanya melihat pengubahan dari bilangan desimal ke bilangan biner murni. Pada beberapa aplikasi, misalnya sistem berdasar mikroprosesor, seringkali lebih sesuai apabila setiap digit bilangan desimal diubah menjadi 4 digit bilangan biner. Dengan cara ini, suatu bilangan desimal 2 digit akan diubah menjadi dua kelompok empat digit bilangan biner, sehingga keseluruhannya menjadi 8 bit, tidak bergantung pada nilai bilangan desimalnya sendiri. Hasilnya sering disebut sebagai binarycoded decimal (BCD). Penyandian yang sering digunakan dikenal sebagai sandi 8421 BCD.

Selain penyandian 8421 BCD, juga dikenal sejumlah penyandian yang lain. Contoh :

Ubah 25 menjadi bilangan BCD

Penyelesaian : 210 = 0010 dan 510 = 0101 Sehingga, 2510 = 0010 0101 BCD 6) Aritmatika Biner a. Penjumlahan Biner

Penjumlahan bilangan biner serupa dengan penjumlahan pada bilangan desimal. Dua bilangan yang akan dijumlahkan disusun secara vertikal dan digit-digit yang mempunyai signifikansi sama ditempatkan pada kolom yang sama. Digit-digit ini kemudian dijumlahkan dan jika dijumlahkan lebih besar dari bilangan basisnya (10 untuk desimal, dan 2 untuk biner), maka ada bilangan yang disimpan. Bilangan yang disimpan ini kemudian dijumlahkan dengan digit di sebelah kirinya, dan seterusnya. Dalam penjumlahan bilangan biner, penyimpanan akan terjadi jika jumlah dari dua digit yang dijumlahkan adalah 2.

Berikut adalah aturan dasar untuk penjumlahan pada sistem bilangan biner.

0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 0, simpan 1 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 0, simpan 1

(23)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 23 Tabel 15. menunjukkan perbandingan antara penjumlahan pada sistem bilangan desimal dan sistem bilangan biner, yaitu 82310 + 23810 dan 110012 + 110112.

Tabel 15. Penjumlahan a. Penjumlahan desimal 103 (1000) 102 (100) 101 (10) 100 (1) 8 2 2 3 3 8 Simpan 1 1 Jumlah 1 0 6 1 b. Penjumlahan Biner 25 (32) 24 (16) 23 (8) 22 (4) 21 (2) 20 (1) 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 Simpan 1 1 0 1 1 Jumlah 1 1 0 1 0 0

Marilah kita perhatikan penjumlahan biner dengan lebih seksama. Kolom satuan : 1 + 1 = 0, simpan 1

Kolom 2-an : 0 + 1 = yang disimpan = 0, simpan 1 Kolom 4-an : 0 + 0 yang disimpan = 1

Kolom 8-an : 1 + 1 = 0, simpan 1

Kolom 16-an : 1 + 1 yang disimpan = 1, simpan 1 Kolom 32-an : yang disimpan 1 = 1

Jika lebih dari dua buah digit biner dijumlahkan, ada kemungkinan yang disimpan lebih besar dari 1.

Sebagai contoh :

1 + 1 = 0, simpan 1 1 + 1 + 1 = 1, simpan 1

Contoh berikut menunjukkan penjumlahan dengan penyimpanan lebih besar dari 1. 1 + 1 + 1 + 1 = (1 + 1) + (1 + 1)

= (0, simpan 1) + (0, simpan 1) = 0, simpan 2;

1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 1 + (1 + 1) + (1 + 1) = 1, simpan 2

0 + yang disimpan 2 = 1, simpan 1

1 + yang disimpan 2 = 0, simpan 2, dan seterusnya.

b. Pengurangan Biner

Pada bagian ini hanya akan ditinjau pengurangan bilangan biner yang memberikan hasil positif. Dalam hal ini, metode yang digunakan adalah sama dengan metode yang digunakan untuk pengurangan pada bilangan desimal. Dalam pengurangan bilangan biner jika perlu dipinjam 1 dari kolom di sebelah kirinya, yaitu kolom yang mempunyai derajat lebih tinggi.

Aturan umum untuk pengurangan pada bilangan biner adalah sebagai berikut :

0 – 0 = 0 1 – 0 = 1 1 – 1 = 0 0 – 1 = 1, pinjam 1 0 – 0 = 0 1 – 0 = 1 1 – 1 = 0 0 – 1 = 1, pijam 1

(24)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 24 Contoh : Kurangilah 11112 dengan 01012

Penyelesaian :

Susunlah dua bilangan di atas ke dalam kolom sebagai berikut :

23 22 21 20 1 0 1 1 1 0 1 1

Hasil 1 0 1 0 (Tidak ada yang di pinjam)

Secara lebih rinci, dimulai dari LSB (20 = 1) Kolom 20 1 – 1 = 0

Kolom 21 1 – 0 = 1 Kolom 22 1 – 1 = 0 Kolom 23 1 – 0 = 1

Sehingga, 11112 – 01012 = 10102

Contoh : Kurangilah 11002 dengan 10102 Penyelesaian : 23 (8) 22 (4) 21 (2) 20 (1) Pinjam 1 1 1 0 (22) 0 1 0 0 Hasil 0 0 1 0

Secara lebih terinci, dimulai dari LSB (20 = 1) Kolom 20 0 – 0 = 0

Kolom 21 0 – 1 = 1

Dalam kasus ini kita harus meminjam 1 dari bit pada kolom 22. Karena datang dari kolom 22, maka nilainya 2 kali nilai pada kolom 21. Sehingga, 1 (bernilai 22) – 1 (bernilai 21) = 1 (bernilai 21).

Bila meminjam 1 dari kolom di sebelah kiri maka berlaku aturan umum 1 – 1 = 1. Kolom 22 0 – 0 = 0

Nilai 1 dari kolom 2 diubah menjadi nol karena sudah dipinjam seperti yang ditunjukkan dengan anak panah.

Kolom 23 1 – 1 = 0, sehingga, 11002 – 10102 = 00102

c. Bilangan Biner Bertanda

Sejauh ini kita hanya melihat bilangan biner positif atau bilangan biner tak bertanda. Sebagai contoh bilangan biner 8-bit dapat mempunyai nilai antara :

0000 00002 = 0010 dan 1111 11112 = 25510

yang semuanya bermilai positif, tanda ‘-‘ diletakkan di sebelah kiri bilangan desimal, misalnya -2510. Dalam sistem bilangan biner, tanda bilangan (yaitu negatif) juga disandikan

dengan cara tertentu yang mudah dikenal dengan sistem digital. Untuk menyatakan bilangan negatif pada bilangan biner, bit yang dikenal dengan bit tanda bilangan (sign bit) ditambah di sebelah kiri MSB. Bilangan biner yang ditulis dengan cara di atas menunjukkan tanda dan besarnya bilangan. Jika bit tanda ditulis 0, maka bilangan tersebut positif, dan jika ditulis 1, bilangan tersebut adalah bilangan negatif. Pada bilangan biner bertanda yang terdiri dari 8-bit, bit yang paling kiri menunjukkkan besarnya.

Perhatikan contoh berikut :

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

Bit 26 25 24 23 22 21 20

(25)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 25 Maka, 0110 0111 = + (64+32+4+2+1) = +10310 1101 0101 = - (64+16+4+2) = - 8510 1001 0001 = - (16 + 1) = -1910 0111 1111 = + (64+32+16+8+4+2+1) = +12710 1111 1111 = - (64+32+16+8+4+2+1) = - 12710 1000 0000 = - 0 = 0 0000 0000 = + 0 = 0

Dari contoh di atas dapat dilihat, bahwa hanya karena tujuh bit yang menunjukkan besarnya, maka bilangan terkecil dan terbesar yang ditunjukan bilangan biner bertanda yang terdiri dari 8-bit adalah :

[1]111 11112 = - 12710 dan

[0]111 11112 = + 12710

Dengan bit dalam kurung menunjukkan bit tanda bilangan. Secara umum, bilangan biner tak bertanda yang terdiri dari n-bit mempunyai nilai maksimum M = 2n – 1.

Sementara itu, untuk bilangan bertanda yang terdiri dari n-bit mempunyai nilai maksimum M = 2n-1 – 1. Sehingga, untuk register 8-bit di dalam mikroprosesor yang menggunakan sistem bilangan bertanda, nilai terbesar yang bisa disimpan dalam register tersebut adalah: M = 2(n-1) – 1 = 2(8-1) – 1 = 27 - 1 = 12810 – 1 = 12710

sehingga mempunyai jangkauan – 12710 sampai +12710.

d. Perkalian

Perkalian pada bilangan biner mempunyai aturan sebagai berikut :

0 x 0 = 0 1 x 0 = 0 0 x 1 = 0 1 x 1 = 1

Perkalian bilangan biner dapat dilakukan seperti perkalian bilangan desimal. Sebagai contoh, untuk mengalikan 11102 = 1410 dengan 11012 = 1310 langkah-langkah yang harus

ditempuh adalah : Biner Desimal 1 1 1 0 1 4 1 1 0 1 1 3 --- --- 1 1 1 0 4 2 0 0 0 0 1 4 1 1 1 0 1 1 1 0 --- + --- + 1 0 1 1 0 1 1 0 1 8 2

Perkalian juga bisa dilakukan dengan menambah bilangan yang dikalikan ke bilangan itu sendiri sebanyak bilangan pengali.

Contoh di atas, hasil yang sama akan diperoleh dengan menambahkan 11102 ke bilangan

itu sendiri sebanyak 11012 atau tiga belas kali.

e. Pembagian

Pembagian pada sistem bilangan biner dapat dilakukan sama seperti contoh pembagian pada sistem bilangan desimal. Sebagai contoh, untuk membagi 110011 (disebut bilangan yang dibagi) dengan 1001 (disebut pembagi), langkah-langkah berikut perlu dilakukan.

(26)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 26 Hasil 1 0 1 Pembagi 1 0 0 1 √ 1 0 0 1 --- 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 --- Sisa 1 1 0 (sampai sisa < pembagi)

Sehingga hasilnya adalah 1012, dan sisa pembagian adalah1102.

Jadi hasilnya (101,110 2)

Pembagian bisa juga dilakukan dengan cara menjumlahkan secara berulang kali bilangan pembagi dengan bilangan itu sendiri sampai jumlahnya sama dengan bilangan yang dibagi atau setelah sisa pembagian yang diperoleh lebih kecil dari bilangan pembagi.

B. Rangkuman

Dari uraian di atas dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1) Bilangan desimal adalah sistem bilangan yang berbasis 10 dan mempunyai sembilan simbol bilangan yang berbeda : 0,1,2,3,4...,9.

2) Bilangan biner adalah sistem bilangan yang berbasis 2 dan mempunyai 2 simbol bilangan yang berbeda: 0 dan 1

3) Bilangan octal adalah sistem bilangan yang berbasis 8 dan mempunyai 8 simbol bilangan yang berbeda: 0,1,2,3,...,7

4) Bilangan hexa desimal adalah sistem bilangan yang berbasis 16 dan mempunyai simbol bilangan yang berbeda: 0,1,2,3,...9,A,B,C,D,E,F.

5) Setiap digit biner disebut bit; bit paling kanan disebut Least Significant Bit (LSB), dan bit paling kiri disebut Most Significant Bit (MSB).

C. Tes Formatif

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar dan jelas ! 1) Ubah bilangan biner berikut ini menjadi bilangan desimal.

(a) 110 (b) 10101 (c) 101101

2) Ubah bilangan desimal berikut ini menjadi bilangan biner. (a) 5 (b) 17 (c) 42 (d) 31

3) Ubah bilangan oktal berikut ini menjadi bilangan biner (a) 278 (b) 2108 (c) 558

4) Ubah bilangan biner berikut ini menjadi bilangan oktal (a) 010 (b) 110011

5) Kurangilah 11112 dengan 01012 !

6) Bagilah 1100112 dengan 10012 !

(27)

A

B

Y

Gerbang logika merupakan dasar pembentuk system digital. Gerbang logika beroperasi pada bilangan biner 1 dan 0. Gerbang logika digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik dengan system digital. Berkaitan dengan tegangan yang digunakan maka tegangan tinggi berarti 1 dan tegangan rendah adalah 0. Semua sistem digital disusun hanya menggunakan tiga gerbang yaitu:

NOT, AND dan OR.

Fungsi AND gate

Fungsi AND dapat digambarkan dengan rangkaian listrik menggunakan saklar seperti dibawah ini :

Keterangan :

A & B : saklar Y : lampu

Gambar 30. Rangkaian AND Gate

Jika saklar dibuka maka berlogika 0, jika saklar ditutup disebut berlogika 1. Fungsi logika yang dijalankan rangkaian AND adalah sebagai berikut :

 Jika kedua saklar A & B dibuka maka lampu padam ;

 Jika salah satu dalam keadaan tertutup maka lampu padam ;  Jika kedua saklar tertutup maka lampu nyala

Simbol Gerbang AND Tabel Kebenaran

INPUT OUTPUT A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Karakteristik :

Jika A da B adalah input, sedangkan Y adalah Output, maka output gerbangnya AND berlogika 1 jika semua inputnya berlogika 1. Dan output berlogika 0 jika kedua atau salah satu inputnya berlogika 0.

Fungsi OR gate

Funsi OR dapat digambarkan dengan rangkaian seperti dibawah ini.

Keterangan :

A dan B = Saklar

Y = lampu

Gambar 31. Rangkaian OR Gate

Jika saklar dibuka maka berlogika 0, jika saklar ditutup disebur berlogika 1.

Setelah pelajaran ini selesai, siswa diharapkan mampu untuk :

1. Menjelaskan konsep dasar dan fungsi berbagai gerbang logika dasar dengan benar. 2. Menjelaskan hukum-hukum penjalinan (Aljabar Boolean) dengan benar.

3. Mengkombinasikan beberapa gerbang logika dasar dengan benar.

4. Menjelaskan jenis-jenis IC untuk implementasi gerbang logika dengan benar.

A B Y=A.B _=AB A B Y

Modul 6

(28)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 28 Simbol Gerbang OR Tabel kebenaran

INPUT OUTPUT A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 Karakteristik :

Jika A dan B adalah input sedangkan Y output maka output gerbang OR akan berlogika 1 jika salah satu atau kedua input adalah berlogika 1.

Fungsi NOT gate

Fungsi NOT dapat digambarkan dengan rangkaian seperti gambar dibawah ini :

Jika saklar dibuka maka berlogika 0, jika saklar ditutup disebut berlogika 1.

Simbol Fungsi NOT Tabel Kebenaran

INPUT OUTPUT

A Y

0 1

1 0

Gambar 32. Rangkaian NOT Gate Karakteristik :

Jika adalah input, output adalah kebalikan dari input. Artinya Jika input berlogika 1 maka output akan berlogika 0 dan sebaliknya.

Fungsi NAND gate

NAND adalah rangkaian dari NOT AND. Gerbang NAND merupakan gabungan dari NOR dan AND digambarkan sebagai berikut:

Y = AB A B AND NOT Y = AB A B NAND

NAND sebagai sakelar

Dari Gambar di samping dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut: C Output A B Y 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0

Gambar 33. Rangkaian NAND Gate Karakteristiknya :

Jika A dan B input sedangkan Y adalah output maka output gerbang NAND akan berlogika 1 jika salah satu inputnya berlogika 0. Dan output akan berlogika 0 jika kedua inputnya berlogika 1. Atau output gerbang NAND adalah komplemen output gerbang AND.

A B Y=A+B A Y

A

Y

A Y B Menjadi

(29)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 29 Fungsi NOR gate

NOR adalah singkatan dari NOT OR. Gerbang NOR merupakan gabungan dari gerbang NOT dan OR. Digambarkan sebagai berikut:

Y = A’+B’ A

B Y = A’+B’

A B

NOR dengan saklar

Dari rangkaian diatas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut: Input Output A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

Gambar 34. Rangkaian NOR Gate Karakteristik :

Jika A dan B adalah input dan Y adalah output maka output gerbang NOR berlogika 1 jika semua input berlogika 1 dan output akan berlogika 0 jika salah satu atau semua inputnya berlogika 0. Atau output gerbang NOR merupakan output gerbang OR

Fungsi EX-OR (Exlusive OR)

Gerbang X-OR akan memberikan output berlogika 1 jika jumlah logika jumlah logika 1 pada inputnya ganjil. Rangkaian EX-OR disusun dengan menggunkan gerbang AND, OR, NOT seperti dibawah ini.

Simbol Gerbang EX-OR

A B

Y = A + B

Dari gambar di atas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut :

Input Output A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Fungsi EX-NOR

Gerbang X-NOR akan memberikan output berlogika 0 jika jumlah logika 1 pada inputnya ganjil. Dan akan berlogika 1 jika kedua inputnya sama. Rangkaian EX-NOR disusun dengan menggunka gerbang AND, OR, NOT seperti dibawah ini.

Simbol Gerbang EX-NOR

A

B

Y

Y = A’.B’ + A’.B’ = A + B menjadi

A

B

Y = A’ + B’

(30)

C

Y A

B

Dari gambar di atas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut :

Input Output A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1

Selain gerbang logika di atas, kita harus mempelajari juga hal-hal seperti di bawah ini : 1) Sifat-Sifat Aljabar Boolean

Aljabar Boolean memuat variable dan simbul operasi untuk gerbang logika. Simbol yang digunakan pada aljabar Boolean adalah : (.) untuk AND, (+) untuk OR, dan ( ‘ ) untuk NOT. Rangkaian logika merupakan gabungan beberapa gerbang, untuk mempermudah penyeleseian perhitungan secara aljabar & pengisian tabel kebenaran digunakan sifat-sifat aljabar Boolean. a) Teori IDENTITAS A.1 = A A+1 = 1 A.0 = 0 A+0 = A A.A = A A+A = A A.A’ = A A+A’ = 1 b) Teori KOMUTATIF A.B.C = C.B.A A+B+C = C+B+A c) Teori ASOSIATIF

A.(B.C) = (A.B).C = A.B.C

A + ( B + C ) = ( A + B ) + C = A + B + C d) Teori DISTRIBUTIF A.B + A.C = A (B+C) e) Teori DE MORGAN (A . B)’ = A’ + B’ (A + B)’ = A’ . B’

2) Kombinasi Gerbang Logika

Untuk memenuhi kebutuhan akan input yang lebih dari 2 di dalam suatu rangkaian logika, maka digabungkan beberapa gerbang logika . Hal ini biasa dilakukan jika faktor delay tidak diperhitungkan.

Contoh :

Gerbang logika AND 3 input

Kemungkkinan tabel kebenaran untuk inputnya yaitu 2 dimana n adalah banyaknya input.

(31)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 31 Tabel kebenaran AND 3 input

INPUT OUTPUT A B C Y 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1

3) Gerbang NAND sebagai gerbang universal

Gerbang NAND disebut gerbang logika universal karena dapat digunakan untuk membuat gerbang logika yang lain, sehingga dapat meminimalkan penggunaan gerbang dasar untuk membentuk suatu gerbang logika tertentu.

Rangkaian Ekivalen gerbang NAND

JENIS GERBANG EKIVALEN

NOT A A’ AND OR NOR EX-OR EX-NOR

(32)

Persamaan SOP

Y = A’.B’.C’ + A.B.C’ + A.B.C + A’.B.C Gambar rangkaiannya : 4) TEORI DE MORGAN

Digunakan untuk mengubah bolak–balik dari bentuk minterm (bentuk penjumlahan dari pada hasil kali/SOP) ke maksterm (bentuk perkallian dari pada penjumlahan/POS) dari pernyataan

Boolean.

Teori De Morgan dapat ditulis :

a) (A + B)’ = A’ . B’

Mengubah keadaan OR dasar menjadi AND dasar

b) (A . B)’ = A’ + B’

Mengubah keadaan OR dasar menjadi AND dasar

Penyederhanaan fungsi logika dengan aljabar Boolean, contoh: Y = (A.B)’’ ………..Y = A’’ + B’’ = A + B

Y = (A’ + B’)’………...Y = A’.B’ Y = (AB)’ + A’.B + A.B’

Y = A’ + B’ + A’.B + A.B’ Y = A’ + A’.B + B’ + A.B’ Y = A’(1+B) + B’(1 + A) Y = A’ + B’ = (A.B)’

a. Penyederhanaan fungsi logika dengan sistem Sum Of Product (SOP) dan Product Of

Sum (POS). Penyederhanaan dengan sistem SOP/penjumlahan dari pada hasil kali. Sifat : untuk sistem SOP digunakan output 1 :

Contoh :

:

Penyederhanaan dengan aljabar Boolean Y = A’.B’.C’ + A.B.C’ + A.B.C + A’.B.C Y = A.B.C + A.B.C’ + A’.B’.C’ + A’.B.C Y = A.B (C+C’) + A’.B’.C’ + A’.B.C Y = A.B + A’.B’.C’ + A’.B.C

INPUT OUTPUT A B C Y 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 = = Y A B C

(33)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 33 Penyederhanaan dengan POS/perkalian dari pada penjumlahan.

Sifat : Untuk sistem POS digunakan output 0 Contoh :

Persamaan POS : Y = ( A + B ) . ( A + B )

5) Penyederhanaan Fungsi Logika Dengan KARNAUGH MAP.

Metoda Karnaugh Map adalah suatu teknik penyederhanaan fungsi logika dengan cara pemetaan K - Map terdiri dari kotak-kotak (bujur sangkar) yang jumlahnya tergantung dari jumlah variabel dari fungsi logika atau jumlah input dari rangkaian logika.

Rumus menentukan jumlah kotak dalam K–Map adalah :

N = 2, dimana N = jumlah kotak dalam K-Map

2 = banyaknya variabel/input

Langkah-langkah pemetaan Karnaugh Map secara umum :

1. Menyusun aljabar Boolean minterm (dari suatu taaabel kebenaran); 2. Menggambarkan satuan dalam peta Karnaugh Map;

3. Membuat kelompok dua-an, empat-an, delapan-an satuan dan seterusnya dimana satuan tersebut berdekatan satu sama lain;

4. Menghilangkan variabel-variabel dengan rumus bila suatu variabel dan inversinya terdapat didalam suatu kelompok lingkaran maka variabel tersebut dihilangkan;

5. Meng-OR-kan variabel yang tersisa.

1) Macam Karnaugh Map

a) Karnaugh Map dengan 2 variabel

Contoh :

Langkah Pertama Y = A’.B’ + A.B’ + A.B

Langkah ke Dua B A B B A’ 1 A 1 1 Input Output A B Y 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 Input Output A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1

(34)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 34 Langkah ke Tiga B A B’ B A’ 1 A 1 1 Langkah ke Empat Y = A’. B’ + A.B’ + A.B Y = B’.( A’ +A ) + A.B Y = B’ + A.B

b) Karnaugh Map dengan 3 variabel Contoh : INPUT OUTPUT A B C Y 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1

Penyederhanaan dengan K-Map : Langkah pertama :

Y = A’.B’.C + A’.B.C’ + A’.B.C + A.B’.C + A.B.C

Langkah kedua : C AB C’ C A’ B’ 1 A’ B 1 1 A B 1 A B’ 1

(35)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 35 Langkah ketiga :

Penyederhanaan dengan Aljabar Boolean Y = A’.B’.C + A’.B.C’ + A’.B.C + A.B’.C + A.B.C Y = B’.C (A’+A) + A’.B (C+C) + A.B.C

Y = B’.C + A’.B + A.B.C Y = B’.C + B(A’+AC) Y = B’.C + B(A+C) Y = B’.C + A.B + B.C Y = A.B + C(B’+B) Y = A.B + C

c) Karnaugh Map dengan 4 variabel Contoh : INPUT OUTPUT A B C D Y 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Penyelesaian :

Penyederhanaan dengan Karnaugh Map : Langkah pertama :

Y = A’.B’.C’.D + A’.B’.C.D + A’.B.C’.D + A’.B.C.D’ + A’.B.C.D + A.B’.C’.D + A.B’.C.D + A.B.C’.D + A.B.C.D Langkah kedua: CD AB C’D’ C’D CD CD’ A’ B’ 1 1 A’ B 1 ₁ 1 A B 1 1 A B’ 1 1

(36)

Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011 Hal 36 Langkah ketiga:

Penyederhanaan dengan Aljabar Boolean:

Y = A’.B’.C’.D + A’.B’.C.D + A’.B.C’.D + A’.B.C.D’ + A’.B.C.D + A.B’.C’.D + A.B’.C.D + A.B.C’.D + A.B.C.D

Y = A’B’D(C’+C) + A’BC’D + A’BC(D’+D) + AB’D(C’+C) + ABD(C’+C) Y = A’B’D + A’BC’D + A’BC + AB’D + ABD

Y = B’D(A’+A) + A’B(C’D+C) + ABD Y = B’D + A’B(D+C) + ABD

Y = B’D + A’BD + A’BC + ABD Y = B’D + BD(A’+A) + A’BC Y = B’D + BD + A’BC Y = D(B’+B) + A’BC

Y = D + A’BC

Variasi pelingkaran yang tidak biasa a. Tidak dapat disederhanakan

b. Satu variabel dapat dihilangkan

]

c. Dua variabel dapat dihilangkan

6) Aplikasi Gerbang Logika Dasar

Contoh: Sebagai rangkaian ARITMATIKA BINER yang dapat melakukan Operasi aritmatik penjumlahan (+) dan pengurangan (-)

a) Half Adder

Adalah suatu rangkaian penjumlah sistem bilangan biner yang paling sederhana. Rangkaian ini memiliki 2 terminal input dan 2 terminal output yang disebut Summary Out

(Sum) dan Carry Out (Carry).

Gambar rangkaian logika untuk Half Adder Simbol

Tabel Kebenarannya : INPUT OUTPUT A B SUM CARRY 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 A B Sum Carry Persamaan logika : Sum = A.B+A.B Carry = A.B Sum H A A B C

(37)

b) Full Adder

Adalah penjumlah lengkap (penuh) yang memiliki 3 input A, B, Carry Input (Cin) dengan 2

output Sum dan Carry Output (Cout=Co).

Gambar rangkaian logika untuk Full Adder Simbol

Tabel Kebenarannya: INPUT OUTPUT A B Cin Sum Co 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 Persamaan logika:

Sum = A’.B’.C + A’.B.C’ + A.B’.C + A.B.C Co = A’.B.C + A.B’.C + A.B.C’ + A.B.C

c) Half Subtractor

Adalah suatu rangkaian pengurang sistem bilangan biner yang paling sederhana, ini memiliki 2 input dan 2 output yang disebut differensi (Di) dan Borrow (Bo).

Gambar rangkaian logika untuk Half Subtractor Simbol

Tabel Kebenarannya: INPUT OUTPUT A B Di Bo 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 Persamaan logika : Di = A’.B + A.B’ = A + B Bo = A’.B F A Ci n A B Sum Co H S A B Di Bo

(38)

d) Full Subtractor

Adalah rangkaian pengurang biner yang lengkap (penuh). Rangkaian ini memliki 3 terminal input dan 2 terminal output, yaitu Borrow dan Differensi.

Gambar Simbol Tabel kebenarannya: INPUT OUTPUT A B Bin Di Bo 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 Persamaan logikanya:

Di = A’.B’.C + A’.B.C’ + A.B’.C’ + A.B.C

Bo = A’.B’.C + A’.B.C’ + A’.B.C + A.B.C’ + A.B.C

7) Keluarga IC Digital

Perkembangan teknologi elektronik diawali dengan penggunaan Tabung hampa sebagai bagian pokok suatu alat elektronik. Kemudian temukanlah Transistor sebagai pengganti Tabung hampa. Perkembangan selanjutnya adalah munculnya rangkaian terpadu (Integrated

Circuit) yang mengkombinasikan berbagai komponen bipolar (resistor, transistor) dalam satu

chip.

Berdasarkan kepadatan komponen keluarga IC dibagi menjadi 4 kelompok yaitu:

a) SSI ( Small Scale Integration) b) MSI ( Medium Scale Integration) c) LSI ( Large Scale Integration ) d) VLSI ( Very Large Scale Integration )

Berdasarkan penggunaan, IC dibagi menjadi 2 keluarga besar yaitu keluarga IC analog dan keluarga IC digital. Keluarga IC digital lebih umum digunakan mengingat berbagai macam peralatan telah beroperasi secara digital.

Keluarga IC digital sendiri dibuat dengan menggunakan teknologi semikonduktor (MOS = Metal

Oxide Semiconductor) dan teknologi bipolar.

Macam keluarga bipolar adalah :

a) RTL (Resistor Transistor Logic) b) DTL (Diode Transistor Logic) c) TTL (Transistor Transistor Logic) d) ECL (Emitter Coupled Logic) e) HTL (High Treshold Logic) f) IIL (Integrated Injection Logic)

F S A B Bin Di Bo