Transistor

Pengertian Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, pemotong (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya.
Cara kerja semikonduktor
Pada dasarnya, transistor dan tabung vakum memiliki fungsi yang serupa; keduanya mengatur jumlah aliran arus listrik.
Untuk mengerti cara kerja semikonduktor, misalkan sebuah gelas berisi air murni. Jika sepasang konduktor dimasukan kedalamnya, dan diberikan tegangan DC tepat dibawah tegangan elektrolisis (sebelum air berubah menjadi Hidrogen dan Oksigen), tidak akan ada arus mengalir karena air tidak memiliki pembawa muatan (charge carriers). Sehingga, air murni dianggap sebagai isolator. Jika sedikit garam dapur dimasukan ke dalamnya, konduksi arus akan mulai mengalir, karena sejumlah pembawa muatan bebas (mobile carriers, ion) terbentuk. Menaikan konsentrasi garam akan meningkatkan konduksi, namun tidak banyak. Garam dapur sendiri adalah non-konduktor (isolator), karena pembawa muatanya tidak bebas.
Silikon murni sendiri adalah sebuah isolator, namun jika sedikit pencemar ditambahkan, seperti Arsenik, dengan sebuah proses yang dinamakan doping, dalam jumlah yang cukup kecil sehingga tidak mengacaukan tata letak kristal silikon, Arsenik akan memberikan elektron bebas dan hasilnya memungkinkan terjadinya konduksi arus listrik. Ini karena Arsenik memiliki 5 atom di orbit terluarnya, sedangkan Silikon hanya 4. Konduksi terjadi karena pembawa muatan bebas telah ditambahkan (oleh kelebihan elektron dari Arsenik). Dalam kasus ini, sebuah Silikon tipe-n (n untuk negatif, karena pembawa muatannya adalah elektron yang bermuatan negatif) telah terbentuk.
Selain dari itu, silikon dapat dicampur dengan Boron untuk membuat semikonduktor tipe-p. Karena Boron hanya memiliki 3 elektron di orbit paling luarnya, pembawa muatan yang baru, dinamakan “lubang” (hole, pembawa muatan positif), akan terbentuk di dalam tata letak kristal silikon.
Dalam tabung hampa, pembawa muatan (elektron) akan dipancarkan oleh emisi thermionic dari sebuah katode yang dipanaskan oleh kawat filamen. Karena itu, tabung hampa tidak bisa membuat pembawa muatan positif (hole).
Dapat disimak bahwa pembawa muatan yang bermuatan sama akan saling tolak menolak, sehingga tanpa adanya gaya yang lain, pembawa-pembawa muatan ini akan terdistribusi secara merata di dalam materi semikonduktor. Namun di dalam sebuah transistor bipolar (atau diode junction) dimana sebuah semikonduktor tipe-p dan sebuah semikonduktor tipe-n dibuat dalam satu keping silikon, pembawa-pembawa muatan ini cenderung berpindah ke arah sambungan P-N tersebut (perbatasan antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n), karena tertarik oleh muatan yang berlawanan dari seberangnya.
Kenaikan dari jumlah pencemar (doping level) akan meningkatkan konduktivitas dari materi semikonduktor, asalkan tata-letak kristal silikon tetap dipertahankan. Dalam sebuah transistor bipolar, daerah terminal emiter memiliki jumlah doping yang lebih besar dibandingkan dengan terminal basis. Rasio perbandingan antara doping emiter dan basis adalah satu dari banyak faktor yang menentukan sifat penguatan arus (current gain) dari transistor tersebut.
Jumlah doping yang diperlukan sebuah semikonduktor adalah sangat kecil, dalam ukuran satu berbanding seratus juta, dan ini menjadi kunci dalam keberhasilan semikonduktor. Dalam sebuah metal, populasi pembawa muatan adalah sangat tinggi; satu pembawa muatan untuk setiap atom. Dalam metal, untuk mengubah metal menjadi isolator, pembawa muatan harus disapu dengan memasang suatu beda tegangan. Dalam metal, tegangan ini sangat tinggi, jauh lebih tinggi dari yang mampu menghancurkannya. Namun, dalam sebuah semikonduktor hanya ada satu pembawa muatan dalam beberapa juta atom. Jumlah tegangan yang diperlukan untuk menyapu pembawa muatan dalam sejumlah besar semikonduktor dapat dicapai dengan mudah. Dengan kata lain, listrik di dalam metal adalah inkompresible (tidak bisa dimampatkan), seperti fluida. Sedangkan dalam semikonduktor, listrik bersifat seperti gas yang bisa dimampatkan. Semikonduktor dengan doping dapat dirubah menjadi isolator, sedangkan metal tidak.
Gambaran di atas menjelaskan konduksi disebabkan oleh pembawa muatan, yaitu elektron atau lubang, namun dasarnya transistor bipolar adalah aksi kegiatan dari pembawa muatan tersebut untuk menyebrangi daerah depletion zone. Depletion zone ini terbentuk karena transistor tersebut diberikan tegangan bias terbalik, oleh tegangan yang diberikan di antara basis dan emiter. Walau transistor terlihat seperti dibentuk oleh dua diode yang disambungkan, sebuah transistor sendiri tidak bisa dibuat dengan menyambungkan dua diode. Untuk membuat transistor, bagian-bagiannya harus dibuat dari sepotong kristal silikon, dengan sebuah daerah basis yang sangat tipis.

Cara kerja transistor
Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda.
Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut.
FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat dirubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut.
Jenis-jenis transistor
Simbol Transistor dari Berbagai Tipe
PNP P-channel
NPN N-channel
BJT JFET
Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:

1. Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide
2. Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lain
3. Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain.
4. Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel
5. Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power
6. Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain
7. plikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain

B J T
BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B).
Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan dengan ß atau hFE. ß biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT.
F E T
FET dibagi menjadi dua keluarga: Junction FET (JFET) dan Insulated Gate FET (IGFET) atau juga dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau Semiconductor) FET (MOSFET). Berbeda dengan IGFET, terminal gate dalam JFET membentuk sebuah dioda dengan kanal (materi semikonduktor antara Source dan Drain). Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFET menjadi sebuah versi solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah dioda antara antara grid dan katode. Dan juga, keduanya (JFET dan tabung vakum) bekerja di “depletion mode”, keduanya memiliki impedansi input tinggi, dan keduanya menghantarkan arus listrik dibawah kontrol tegangan input. FET lebih jauh lagi dibagi menjadi tipe enhancement mode dan depletion mode. Mode menandakan polaritas dari tegangan gate dibandingkan dengan source saat FET menghantarkan listrik. Jika kita ambil N-channel FET sebagai contoh: dalam depletion mode, gate adalah negatif dibandingkan dengan source, sedangkan dalam enhancement mode, gate adalah positif. Untuk kedua mode, jika tegangan gate dibuat lebih positif, aliran arus di antara source dan drain akan meningkat. Untuk P-channel FET, polaritas-polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFET adalah tipe enhancement mode, dan hampir semua JFET adalah tipe depletion mode.
M O S F E T
MOSFET, singkatan dari Metal Oxyde Semi Conductor atau Transistor efek medan, adalah jenis transistor yang bekerja dengan adanya modulasi dari medan listrik di dalam bahan semikonduktor. Antara FET dan MOSFET tidak ada perbedaan, hanya yang membedakan:
Adanya lapisan S1O2 yang mambatasi gate dan channel.
Arus listrik yang masuk sangat kecil sekali.
Jenis-jenis transistor efek medan adalah MOSFET, JFET, MESFET, HEMT, dan TFT.
I G B T
Transistor IGBT (Insulated-Gate Bipolar Transistor) adalah piranti semikonduktor yang setara dengan gabungan sebuah transistor bipolar (BJT) dan sebuah transistor efek medan (MOSFET).
Input dari IGBT adalah terminal Gate dari MOSFET, sedang terminal Source dari MOSFET terhubung ke terminal Basis dari BJT. Dengan demikian, arus drain keluar dan dari MOSFET akan menjadi arus basis dari BJT. Karena besarnya tahanan masuk dari MOSFET, maka terminal input IGBT hanya akan menarik arus yang kecil dari sumber. Di pihak lain, arus drain sebagai arus keluaran dari MOSFET akan cukuo besar untuk membuat BJT mencapai keadaan saturasi. Dengan gabungan sifat kedua elemen tersebut, IGBT mempunyai perilaku yang cukup ideal sebagai sebuah sakelar elektronik. Di satu pihak IGBT tidak terlalu membebani sumber, di pihak lain mampu menghasilkan arus yang besar bagi beban listrik yang dikendalikannya.
Komponen utama di dalam aplikasi elekronika daya (power electronics) dewasa ini adalah sakelar zat padat (solid-state switches) yang diwujudkan dengan peralatan semikonduktor seperti transistor bipolar (BJT),transistor efek medan (MOSFET), maupun Thyristor. Sebuah sakelar ideal di dalam aplikasi elektronika daya akan mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:
pada saat keadaan tidak menghantar (OFF), sakelar mempunyai tahanan yang besar sekali, mendekati nilai tak berhingga. Dengan kata lain, nilai arus bocor struktur sakelar sangat kecil
Sebaliknya, pada saat keadaan menghantar (ON), sakelar mempunyai tahanan menghantar (R_on) yang sekecil mungkin. Ini akan membuat nilai tegangan jatuh (voltage drop) keadaan menghantar juga sekecil mungkin, demikian pula dengan besarnya daya lesapan (power dissipation) yang terjadi, dan kecepatan pensakelaran (switching speed) yang tinggi.
Sifat nomor (1) umumnya dapat dipenuhi dengan baik oleh semua jenis peralatan semikonduktor yang disebutkan di atas, karena peralatan semikonduktor komersial pada umumnya mempunyai nilai arus bocor yang sangat kecil.
Untuk sifat nomor (2), BJT lebih unggul dari MOSFET, karena tegangan jatuh pada terminal kolektor-emitter, VCE pada keadaan menghantar (ON) dapat dibuat sekecil mungkin dengan membuat transitor BJT berada dalam keadaan jenuh (saturasi).
Sebaliknya, untuk unsur kinerja nomor (3) yaitu kecepatan switching, MOSFET lebih unggul dari BJT, karena sebagai divais yang bekerja berdasarkan aliran pembawa muatan mayoritas (majority carrier), pada MOSFET tidak dijumpai aruh penyimpanan pembawa muatan minoritas pada saat proses pensakelaran, yang cenderung memperlamnat proses pensakelaran tersebut.
Sejak tahun 1980-an telah muncul jenis divais baru sebagai komponen sakelar untuk aplikasi elektronika daya yang disebut sebagai Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT).
Sesuai dengan yang tercermin dari namanya, divais baru ini merupakan divais yang menggabungkan struktur dan sifat-sifat dari kedua jenis transistor tersebut di atas, BJT dan MOSFET. Dengan kata lain, IGBT mempunyai sifat kerja yang menggabungkan keunggulan sifat-sifat kedua jenis transistor tersebut. Terminal gate dari IGBT, sebagai terminal kendali juga mempunyai struktur bahan penyekat (insulator) sebagaimana pada MOSFET.
Dengan demikian, terminal masukan IGBT mempunyai nilai impedansi yang sangat tinggi, sehingga tidak membebani rangkaian pengendalinya yang umumnya terdiri dari rangkaian logika. Ini akan menyederhanakan rancangan rangkaian pengendali (controller) dan penggerak (driver) dari IGBT.
Di samping itu, kecepatan pensakelaran IGBT juga lebih tinggi dibandingkan divais BJT, meskipun lebih rendah dari divais MOSFET yang setara. Di lain pihak, terminal keluaran IGBT mempunyai sifat yang menyerupai terminal keluaran (kolektor-emitter) BJT. Dengan kata lain, pada saat keadaan menghantar, nilai tahanan menghantar (R_on) dari IGBT sangat kecil, menyerupai R_on pada BJT.
Dengan demikian bila tegangan jatuh serta resapan dayanya pada saat keadaan menghantar juga kecil. Dengan sifat-sifat seperti ini, IGBT akan sesuai untuk dioperasikan pada arus yang besar, hingga ratusan amper, tanpa terjadi kerugian daya yang cukup berarti. IGBT sesuai untuk aplikasi pada perangkat Inverter maupun Kendali Motor Listrik (Drive).

Dioda

Dioda merupakan salah satu komponen elektronika yang termasuk komponen aktif. Dibawah ini merupakan gambar yang melambangkan dioda penyearah.Sisi P disebut Anoda dan sisi N disebut Katoda. Lambang dioda seperti anak panah yang arahnya dari sisi P ke sisi N. Karenanya ini mengingatkan kita pada arus konvensional mudah mengalir dari sisi P ke sisi N.

Dalam pendekatan dioda ideal, dioda dianggap sebagai sebuah saklar tertutup jika diberi bias forward dan sebagai saklar terbuka jika diberi bias reverse. Artinya secara ideal, dioda berlaku seperti konduktor sempurna (tegangan nol) jika dibias forward dan seperti isolator sempurna (arus nol) saat dibias reverse.

Untuk pendekatan kedua, dibutuhkan tegangan sebesar 0,7 V sebelum dioda silikon konduksi dengan baik. Dioda dapat digambarkan sebagai suatu saklar yang diseri dengan tegangan penghambat 0,7 V. Apabila tegangan sumber lebih besar dari 0,7 V maka saklar akan tertutup. Sebaliknya apabila tegangan sumber lebih kecil dari 0,7 V maka saklar akan terbuka.

Dalam pendekatan ketiga akan diperhitungkan hambatan bulk (RB). Rangkaian ekivalen untuk pendekatan ketiga ini adalah sebuah saklar yang terhubung seri dengan tegangan 0,7 V dan hambatan RB. Saat tegangan dioda lebih besar dari 0,7 V maka dioda akan menghantar dan tegangan akan naik secara linier dengan kenaikan arus. Semakin besar arus, akan semakin besar tegangan dioda karena tegangan ada yang jatuh menyebrangi hambatan bulk.

Prinsip Kerja Dioda

Prinsip kerja dioda termionik ditemukan kembali oleh Thomas Edison pada 13 Februari 1880 dan dia diberi hak paten pada tahun 1883 (U.S. Patent 307.031), namun tidak dikembangkan lebih lanjut. Braun mematenkan penyearah kristal pada tahun 1899. Penemuan Braun dikembangkan lebih lanjut oleh Jagdish Chandra Bose menjadi sebuah peranti berguna untuk detektor radio.

Fungsi dioda antara lain:

1. Untuk penyerah arus
2. Sebagai catu daya
3. Sebagai penyaring atau pendeteksi dan
4. Untuk stabilisator tegangan

Penerapan Dioda

Hampir semua peralatan elektronika memerlukan sumber arus searah. Penyearah digunakan untuk mendapatkan arus searah dari suatu arus bolak-balik. Arus atau tegangan tersebut harus benar-benar rata tidak boleh berdenyut-denyut agar tidak menimbulkan gangguan bagi peralatan yang dicatu.

Dioda sebagai salah satu komponen aktif sangat popular digunakan dalam rangkaian elektronika, karena bentuknya sederhana dan penggunaannya sangat luas. Ada beberapa macam rangkaian dioda, diantaranya: penyearah setengah gelombang (Half-Wafe Rectifier), penyearah gelombang penuh (Full-Wave Rectifier), rangkaian pemotong (Clipper), rangkaian penjepit (Clamper) maupun pengganda tegangan (Voltage Multiplier).

Dioda Termionik

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

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

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

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

Dioda Semikonduktor

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

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

Jenis – jenis Dioda Semikonduktor

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

Dioda biasa

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

Dioda bandangan

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

Dioda Cat’s whisker

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

Dioda arus tetap

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

Esaki atau dioda terobosan

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

Dioda Gunn

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

Resistor

Jenis Resistor

Resistor adalah komponen elektronika berjenis pasif yang mempunyai sifat menghambat arus listrik Satuan nilai dari resistor adalah ohm, biasa disimbolkan Ω.

Fungsi dari Resistor adalah :

1. Sebagai pembagi arus
2. Sebagai penurun tegangan
3. Sebagai pembagi tegangan
4. Sebagai penghambat aliran arus listrik,dan lain-lain.

Resistor berdasarkan nilainya dapat dibagi dalam 3 jenis yaitu :

1. Fixed Resistor 2. Variable Resistor 3. Resistor Non Linier

: : :

Yaitu resistor yang nilai hambatannya tetap. Yaitu resistor yang nilai hambatannya dapat diubah-ubah. Yaitu resistor yang nilai hambatannya tidak linier karena pengaruh faktor lingkungan misalnya suhu dan cahaya.

Resistor Tetap (Fixed)

Secara fisik bentuk resistor tetap adalah sebagai berikut :

Beberapa hal yang perlu diperhatikan :

1. 2. 3.

Makin besar bentuk fisik resistor, makin besar pula daya resistor tersebut. Semakin besar nilai daya resistor makin tinggi suhu yang bisa diterima resistor tersebut. Resistor bahan gulungan kawat pasti lebih besar bentuk dan nilai daya-nya dibandingkan resistor dari bahan carbon.

Resistor Variabel

1. Trimpot	:	Yaitu variabel resistor yang nilai hambatannya dapat diubah dengan mengunakan obeng.
2. Potensio	:	Yaitu variabel resistor yang nilai hambatannya dapat diubah langsung mengunakan tangan (tanpa alat bantu) dengan cara memutar poros engkol atau mengeser kenop untuk potensio geser.

Contoh bentuk fisik dari variable resistor jenis Trimpot :

Contoh bentuk fisik dari variable resistor jenis Potensio :

Bentuk resistor non linier misalnya PTC, LDR dan NTC

	PTC : Positive Temperatur Coefisien adalah jenis resistor non linier yang nilai hambatannya terpengaruh oleh perubahan suhu. Makin tinggi suhu yang mempengaruhi makin besar nilai hambatannya.
	NTC : Negative Temperatur Coefisien adalah jenis resistor non linier yang nilai hambatannya terpengaruh oleh perubahan suhu. Makin tinggi suhu yang mempengaruhi makin kecil nilai hambatannya.
	LDR : Light Dependent Resistor adalah jenis resistor non linier yang nilai hambatannya terpengaruh oleh perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Makin besar intensitas cahaya yang mengenainya makin kecil nilai hambatannya.

Simbol dari fixed resistor adalah sebagai berikut :

Resistor Tetap
Standar	AS dan Jepang	Eropa

Simbol dari variable resistor adalah sebagai berikut :

Resistor Variabel
Standar	AS dan Jepang	Eropa

Simbol dari resistor non linier adalah sebagai berikut :

Resistor Non Linier
Jenis	LDR	NTC	PTC

Skema Rangkaian Protektor Speaker

Rangkaian protektor speaker, rangkaian ini akan menghubungkan speaker ke output power amplifier hanya beberapa detik setelah penguat diaktifkan ON, sehingga pembicara tidak menerima suara meledak muncul oleh tegangan tinggi dan Anda tidak akan mendengar  suara gedebuk keras dari speaker ketika penguat diaktifkan. Hal ini sangat berbahaya bagi pembicara.

Pengeras suara ( loud speaker atau speaker) adalah transduser yang mengubah sinyal elektrik ke frekuensi audio (suara) dengan cara menggetarkan komponennya yang berbentuk membran.

Dalam setiap sistem penghasil suara, pengeras suara merupakan penentu kualitas suara. Rekaman yang baik, dikodekan ke dalam alat penyimpanan yang berkualitas tinggi, dan dimainkan dengan tape deck dan pengeras suara kelas atas, akan menghasilkan suara dengan kualitas rendah bila dikaitkan dengan pengeras suara yang kualitasnya rendah.

Sistem pada pengeras suara adalah suatu komponen yang meggubah kode sinyal elektronik, dalam penyimpan kepingan CD, pita magnetik tape, dan kepingan DVD, lalu mengembalikannya lagi ke dalam bentuk suara aktual yang dapat kita dengar. Pengeras suara adalah sebuah teknologi menakjubkan yang memberikan dampak yang sangat besar terhadap budaya kita, namun sebenarnya pengeras suara hanyalah sebuah alat yang sederhana.

Gambar Skema Rangkaian Protektor Speaker

Ketika penguat dinyalakan  pada jembatan D1 juga akan mendapat tenaga melalui saklar penguat daya. Kapasitor C1 menyaring output dari penyearah jembatan D1. Ketika saklar listrik dibuat ON, transistor Q1 akan diaktifkan ON hanya setelah kapasitor C2 cukup dibebankan (0,7 V) melalui resistor R1. Berikut nilai C2 dan R1 begitu dipilih bahwa penundaan waktu sekitar 2 detik. Jadi relay akan diaktifkan hanya setelah beberapa detik penguat diaktifkan ON dan sampai saat itu pembicara akan disimpan terisolasi dari audio output penguat sebagai pembicara terhubung ke output penguat melalui kontak N / O relay. Selama periode awal keterlambatan output dari penguat akan didasarkan oleh resistor R2 melalui kontak N / C dari relay. Hal ini dilakukan untuk memastikan bahwa kapasitor memblokir DC pada output penguat dibebankan sebelum terhubung ke speaker.

Gambar Rangkaian Protektor Speaker

Bagi Anda yang ingin mempunyai sound system yang bagus, jangan melewatkan rangkaian protektor speaker.

Skema Rangkaian Charger Otomatis

Rangkaian charger otomatis. Charger merupakan alat untuk mengisi baterai. misalnya pada baterai ponsel dan sejenisnya. Melalui charger, energi listrik untuk baterai dialirkan, mengingat tidak mungkin listrik secara langsung ditranfer ke baterai tanpa alat perantara bernama charger. Jenis charger sendiri bermacam-macam tergantung dengan spesifikasi baterai yang digunakan. Alhasil, charger dan baterai menjadi dua sejoli yang tidak terpisahkan.

 

Gambar Skema Rangkaian Charger Otomatis

Daftar Komponen

1. Resistor : R1 (10 Kohm), R2 (680 ohm), R3 (100 Kohm), R5 (10 Kohm) dan VR1 (Potensio / Trimpot = 100 Kohm)

2. Dioda : D1 & D2 ( IN4002) dan D3 (Led)

3. Transistor : Q1 dan Q2 (2N3904)

4. Catu daya 9 volt

Pada dasarnya rangkaian charger otomatis memiliki cara kerja yang sangat sederhana, dimana rangkaian tersebut dirancang supaya tidak terjadi short circuit atau hubungan pendek antara tegangan supply dengan baterei yang akan di-charge. Memang benar jika ada salah seorang ingin mencoba untuk mengghubungkan langsung antara supply dengan baterei maka baterei bisa dipastikan akan terisi. Tetapi arus yang mengalir melalui baterei yang di-charge tidak bisa dikontrol serta jika baterei sudah penuh maka baterei tersebut akan rusak atau soak jika tetap pada kondisi hubungan pendek.

Prinsip Kerja Rangkaian Charger Otomatis

Pada saat baterei kosong kita pasang pada terminal pengisian, transistor Q1 akan langsung aktif dikarenakan arus akan mengalir melalui R1 dan akan memicu basis transistor Q1. Pada kondisi ini arus yang akan mengisi baterei sebagian besar berasal dari kolektor Q1 yang terhubung langsung dengan terminal positif supply. Kemudian selama proses pengisian berlangsung kenaikan tegangan pada baterei akan memperbesar arus yang mengalir pada basis Q2 melalui R5 10 Kohm, VR1 dan dioda D2. VR1 merupakan komponen yang digunakan sebagai kalibrasi awal untuk menentukan posisi yang tepat dalam perencanaan proses switching rangkaian. Untuk VR1 Anda bisa menggunakan trimpot atau potensio sesuai dengan selera Anda. Pada awal pengisian, aturlah potensio pada posisi LED indikator D3 pada kondisi mati, serta arus yang mengalir masuk pada kolektor Q1 tidak terlalu besar dan tidak terlalu kecil.

Jika baterei sudah terisi penuh maka LED indikator secara otomatis akan menyala dikarenakan kenaikan tegangan pada baterei yang di-charge akan menyebabkan kenaikan arus yang mengalir pada basis transistor Q2 serta akan memutuskan siklus pengisian akibat transistor Q1 mengalami cut-off dikarenakan kekurangan arus basis. Mengapa pada kondisi tersebut Q1 akan mengalami kekurangan arus basis hal ini dikarenakan hampir semua arus yang mengalir pada R1 10 K ohm akan berpindah ke dioda D1 yang secara logika terhubung langsung dengan ground akibat Q2 mengalami jenuh.

Charger dan baterai menjadi dua sejoli yang tidak terpisahkan, untuk itu Anda perlu memiliki rangkaian charger otomatis.

Rangkaian Alarm Pintu Laser

Rangkaian Alarm Pintu Laser. Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) merupakan mekanisme suatu alat yang memancarkan radiasi elektromagnetik, biasanya dalam bentuk cahaya yang tidak dapat dilihat maupun dapat lihat dengan mata normal, melalui proses pancaran terstimulasi. Pancaran laser biasanya tunggal, memancarkan foton dalam pancaran koheren.

Kali ini kita akan mencoba menggunakan Laser sebagai alarm pintu. Rangkaian Alarm Pintu Laser  ini berdasarkan gangguan sinar Laser. Sebuah pointer Laser bernilai rendah digunakan sebagai sumber sinar. Ketika seseorang melanggar jalur laser, alarm akan berfungsi untuk beberapa detik.

Rangkaian Alarm Pintu Laser  memiliki dua bagian. Pemancar laser adalah penyedia pointer Laser. Ini harus didukung dengan 3 pasokan DC volt dan tetap pada satu sisi bingkai pintu. Penerima memiliki phototransistor di ujung depan. Fototransistor L14F1 NPN Darlington  digunakan sebagai sensor laser. IC1 digunakan sebagai komparator tegangan dengan masukan pembalik yang terkait dengan pembagi potensial R2-R3. Sehingga masukan pembalik disimpan pada setengah tegangan suplai.

Masukan pembalik tidak menerima tegangan variabel berdasarkan konduksi T1. Penerima harus tetap pada bingkai pintu yang berlawanan dan harus sesuai benar dengan sinar laser. Biasanya sinar laser menerangi wajah fototransistor dan bekerja. Hal ini membuat tegangan pada pin 3 lebih rendah dari pin 2 dari IC1.

Akibatnya, output dari komparator masih rendah. LED dan Buzzer tetap mati di bagian ini. Ketika seseorang melewati pintu, sinar laser istirahat dan T1 berhenti bekerja. Kolektor T1 tegangannya naik dan tegangan pada pin 3 dari  komparator naik dan outputnya menjadi tinggi. Ini mengaktifkan LED dan buzzer. Kapasitor C1 membuat basis T2 tinggi untuk beberapa detik bahkan setelah output dari IC1 menjadi rendah lagi. C2 memberikan arus buzzer untuk beberapa detik bahkan setelah T2 mati.

Perhatian : Rangkaian ini berbahaya menggunakan sinar laser. Jangan melihat ke pointer Laser. Rangkaian ini jangan ditempatkan di tempat-tempat yang dapat diakses anak-anak.

Rangkaian Lampu Malam Otomatis

Rangkaian Lampu Malam Otomatis. Ever imagined how the street lights would turn on automatically in the evening and go off in the morning? Is there anyone who comes early morning to turn off these lights? The following circuit can perform this job properly. This circuit uses the output from a simple light/dark activated circuit and drives a relay in its output which can be further coupled to switch on/off an electrical appliance in a household.

An appliance can be made dark or light activated by slightly changing the circuit’s configuration.  This idea finds numerous applications such as, automatic watering of gardens at evening, automatic night lamp, dark activated siren and so on.

 

Gambar Skema Rangkaian Lampu Malam Otomatis

A light dependent resistor (LDR) is used in this circuit to provide input to a comparator of LM339 (refer Automatic lightdark indicator). The output pin of the comparator goes high depending on the configuration of LDR so that it can be made light or dark activated. This output is connected to a transistor T1 (BC 547) which acts as a switch for the relay.

The high output of the comparator provides the necessary forward bias to the base-emitter junction of the transistor T1. Thus T1 jumps from cut off to saturation state and collector current flows. This collector current energizes the relay coil. The magnetic field produced by the relay coil shifts its connection from NO state to NC. An appliance connected to NC contact gets switched on.

When the output of the comparator is low, it is insufficient to drive the transistor T1 to saturation. Hence T1 moves to cut off and the collector current ceases to flow. Thus the relay coil gets de-energized and it switches the state from NC to NO mode. It is important to note that resistor R2 (20k) is provided at the base of T1 to check the base current.

Rangkaian Pendeteksi Radiasi

 

Rangkaian Pendeteksi Radiasi. Radiasi adalah pemancaran dan perambatan gelombang yang membawa tenaga melalui ruang atau antara, misal pemancaran dan perambatan gelombang elektromagnetik, gelombang bunyi,gelombang lenting, penyinaran. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa radiasi bukan hanya radiasi nuklir, tetapi juga radiasi lain seperti gelombang radio, gelombang televisi, pancaran sinar matahari, dan lain-lain.

Semua alat elektronik mengeluarkan sejenis medan elektromagnetik (electromagnetic field atau EMF) yang merupakan salah satu jenis radiasi. EMF adalah jenis radiasi yang non-ionisasi, atau radiasi yang energinya bahkan tidak cukup untuk mengionisasi atom atau mengeksitasi elektron, berbeda dengan radiasi uranium, yang merupakan radiasi ionisasi. Namun, jika pengguna barang barang elektronik tersebut terlalu lama terkena radiasi EMF dari barang barang elektronik akan mempengaruhi terhadap kesehatannya.

Nah,  untuk mengetahui berapa besar atau ada-tidaknya radiasi pada sebuah alat elektronik, kali ini kami ketengahkan Rangkaian Pendeteksi Radiasi.

Rangkaian di atas adalah alat sederhana untuk memeriksa tingkat radiasi dari alat listrik atau elektronik. LED di rangkaian yang akan memberikan pola cahaya berjalan pada saat rangkaian mendeteksi adanya radiasi elektromagnetik dari perangkat. Hal ini dapat mendeteksi radiasi dari komputer atau TV dari jarak 2 meter atau lebih. Kecepatan berjalan cahaya tergantung pada intensitas radiasi. Cahaya berjalan cepat menunjukkan jumlah radiasi yang tinggi dan sebaliknya.

IC CD4033 adalah counter dekade dengan 7 segmen display. Ia memiliki tujuh output untuk menggerakkan LED atau tujuh segmen layar. Input jam (PIN1) dari IC adalah sangat sensitif dan mudah menerima energi dari radiasi elektromagnetik bahkan dari jarak jauh. Keistimewaan dari CD4033 IC dimanfaatkan di sini untuk mengukur intensitas pin reset radiasi. Reset pin 15 dari IC terhubung ke C1 dan R1 untuk mereset IC setelah menyelesaikan  siklus. Maka IC berfungsi terus sampai pulsa masukan berhenti.

Areal

Sebuah kawat panjang kecil dapat digunakan sebagai areal. Sebuah areal teleskopik  dalam radio saku bila digunakan akan memberikan tampilan yang elegan untuk perangkat ini.

Uji

Bawa areal dekat ke TV atau CRT monitor komputer. Semua LED menyala satu per satu memberikan pola berjalan. Kecepatan berjalan cahaya tergantung pada kekuatan radiasi. Menjauh dari monitor. Dengan meningkatnya jarak, mempercepat menurun jalannya cahaya. Akhirnya semua LED berhenti bersinar. Ini adalah titik tanpa radiasi. Periksa semua peralatan listrik dan kabel listrik menggunakan Rangkaian Pendeteksi Radiasi ini dan mencari tahu berapa banyak radiasi yang dipancarkan.