ELEKTRONIKA DASAR 2

TUGAS VCLASS ELEKTRONIKA DASAR 2

Tugas Vclass  1


1. Jelaskan tentang semikonduktor , berikan juga contohnya ?
Jawaban :
Suatu benda yang tidak bisa menghantarkan arus listrik pada suhu yang rendah, semikonduktor hanya bisa menghantarkan listrik pada suhu lebih tinggi, Suatu bahan yang mempunyai sifat hantaran listrik diantara isolator dan konduktor. Contoh semikonduktor adalah silikon, germanium , 

semikonduktor intrinsik adalah jenis semikonduktor murni karena belum diberi pengotoran atau campuran sehingga jumlah hole dan elektron bebasnya sama. Sifat semikonduktor intrinsik ini konduktivitasnya sangat rendah karena jumlah pembawa muatan elektron bebas dan holenya sangat terbatas. Contoh semikonduktor intrinsik yakni : Germanium (Ge) dan Silikon (Si).
Pengertian semikonduktor ekstrinsik adalah semikonduktor murni yang sudah dikotori atau mengalami penyisipan atom dari atom lain. Semikonduktor ektrinsik terbagi menjadi 2 jenis yakni semikonduktor ekstrinsik tipe-p dan tipe-n. Pengertian semikonduktor tipe-p adalah semikonduktor yang sifatnya positif dan dikotori oleh atom aseptor. Sedangkan pengertian semikonduktor tipe n adalah semikonduktor negatif yang dikotori oleh atom donor.


2. A. Jelaskan tentang Rangkaian Diskrit?
Jawaban : 
Rangkaian diskrit merupakan rangkaian elektronik yang komponen-komponennya terletak pada papan rangkaian (PCB – Printed Circuit Board),
hubungan antar komponen dilakukan melalui konduktor. Setiap komponen berdiri sendiri, sehingga komponen yang rusak dapat langsung diganti tanpa mengganggu kinerja komponen lain.

   B. Jelaskan tentang Rangkaian Terintegrasi?
Jawaban :
Rangkaian Terintegrasi (integrated circuit/IC) adalah realisasi secara fisik dari komponen-komponen diskrit yang terpisah tapi merupakan satu kesatuan yang berada di atas atau di dalam suatu substrat yang membentuk sebuah rangkaian terintegrasi yang bekerja dengan fungsi khusus.
Rangkaian Terintegrasi (Integrated Circuit/IC), sering juga disebut sirkuit terpadu, terdiri dari beberapa transistor, resistor, dll yang terinterkoneksi satu sama lain dalam package (paket) kecil dengan terminal-terminal sambungan. IC itu sudah lengkap, hanya memerlukan sambungan input dan output dan sebuah tegangan supply untuk bisa berfungsi. Cara lain, beberapa komponen eksternal harus dihubungkan agar IC itu bisa beroperasional.


3. Sebutkan macam-macam jenis, fungsi dan simbol diode?
Jawaban : 

• DIODA PENYEARAH (RECTIFIER)

Dioda penyearah adalah jenis dioda yang terbuat dari bahan Silikon yang berfungsi sebagai penyearah tegangan / arus dari arus bolak-balik (ac) ke arus searah (dc) atau mengubah arus ac menjadi dc. Secara umumsimbol dioda .

• DIODA ZENER

Dioda Zener merupakan dioda junction P dan N yang terbuat dari bahan dasar silikon. Dioda ini dikenal juga sebagai Voltage Regulation Diode yang bekerja pada daerah reverse (kuadran III).
Fungsi dioda zener adalah untuk menyelaraskan tegangan yang masuk dan keluar. Tentunya penyelarasan dilakukan berdasarkan kapasitas dari dioda itu sendiri. Jika kapasitas dioda mencapai 5.1 V sementara tegangan yang dihasilkan lebih besar dari kapasitasnya, maka penyelerasan tegangan akan dilakukan.

• DIODA EMISI CAHAYA ( LIGHT EMITTING DIODE )

Dioda emisi cahaya atau dikenal dengan singkatan LED merupakan Solid State Lamp, Bahan dasar yang digunakan dalam pembuatan LED adalah bahan Galium Arsenida (GaAs) atau Galium Arsenida Phospida (GaAsP) atau juga Galium Phospida (GaP),
fungsi LED (Light Emitting Diode) atau Diode Emisi Cahaya Dioda monokromatik. Ektroda-elektrodanya sama seperti dioda lainnya, yaitu anoda (+) dan Katoda (-). Ada tiga kategori umum penggunaan LED, yaitu :
- Sebagai lampu indikator,
- Untuk transmisi sinyal cahaya yang dimodulasikan dalam suatu jarak tertentu
- Dapat memancarkan cahaya.

• Dioda Foto (Photo Diode) 

Dioda cahaya ini bekerja pada daerah reverse, jadi hanya arus bocor saja yang melewatinya. Dalam keadaan gelap, arus yang mengalir sekitar 10 A untuk dioda cahaya dengan bahan dasar germanium dan 1A untuk bahan silikon. dalam keadaan gelap resistansi dioda cahaya ini tinggi sedangkan jika disinari cahaya akan berubah rendah. Selain itu banyak juga dioda cahaya ini yaitu Dioda yang peka dengan cahaya sehingga sering digunakan sebagai Sensor.digunakan sebagai sensor sistem pengaman

• DIODA VARACTOR

Dioda Varactor disebut juga sebagai dioda kapasitas yang sifatnya mempunyai kapasitas yang berubah-ubah jika diberikan tegangan. Dioda ini bekerja didaerah reverse mirip dioda Zener. Bahan dasar pembuatan dioda varactor ini adalah silikon dimana dioda ini sifat kapasitansinya tergantung pada tegangan yang diberikan padanya. Jika tegangan tegangannya semakin naik, kapasitasnya akan turun. Dioda varikap banyak digunakan pada pesawat penerima radio dan televisi di bagian pengaturan suara (Audio).

•  DIODA LASER

Dioda Laser adalah sejenis laser di mana media aktifnya sebuah semikonduktor persimpangan p-n yang mirip dengan yang terdapat pada dioda pemancar cahaya . Dioda laser kadang juga disingkat LD atau ILD.  

• SILICON CONTROL RECTIFIER (SCR) 

Silicon Control Rectifier (SCR) Adalah Dioda yang mempunyai fungsi sebagai pengendali. SCR atau Tyristor masih termasuk keluarga semikonduktor dengan karateristik yang serupa dengan tabung thiratron. Sebagai pengendalinya adalah gate (G).

Pada gambar diatas terlihat SCR dengan anoda pada kaki yang berulir, Gerbang gate pada kaki yang pendek, sedangkan katoda pada kaki yang panjang.
Fungsi Dioda Schottky (SCR) :
Sebagai rangkaian Saklar (switch control) , Sebagai rangkaian pengendali (remote control)



4. Hitung Resistansi Bulk pada dioda 1N662 dengan IF = 10 mA pada 1 volt?
Jawaban :

Rumus dari Resistansi bulk

Diode 1N662 adalah diode silikon , untuk diode silicon 0,7 V . lapisan pengosongan ; 0,3 V


Resistansi bulk dari diode 1N662 kira – kira :  

HASIL HITUNG RESISTANSI BULK DARI DIODA 1N662

5. Jelaskan cara kerja dioda sebagai penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh?

Jawaban :

Prinsip kerja dari rangkaian penyearah setengah gelombang ini adalah pada saat setengah gelombang pertama (puncak) melewati dioda yang bernilai positif menyebabkan dioda dalam keadaan ‘forward bias’ sehingga arus dari setengah gelombang pertama ini bisa melewati dioda.
Pada setengah gelombang kedua (lembah) yang bernilai negatif menyebabkan dioda dalam keadaan ‘reverse bias’ sehingga arus dan setengah gelombang kedua yang bernilai negatif ini tidak bisa melewati dioda. Keadaan ini terus berlanjut dan berulang sehingga menghasilkan bentuk keluaran gelombang.

Penyearah gelombang penuh dapat dibuat dengan 2 macam yaitu, menggunakan 4 diode dan 2 diode. Untuk membuat penyearah gelombang penuh dengan 4 diode menggunakan transformator non-CT seperti terlihat pada ,

Prinsip kerja dari penyearah gelombang penuh dengan 4 diode diatas dimulai pada saat output transformator memberikan level tegangan sisi positif, maka D1, D4 pada posisi forward bias dan D2, D3 pada posisi reverse bias sehingga level tegangan sisi puncak positif tersebut akan di leawatkan melalui D1 ke D4. Kemudian pada saat output transformator memberikan level tegangan sisi puncak negatif maka D2, D4 pada posisi forward bias dan D1, D2 pada posisi reverse bias sehingan level tegangan sisi negatif tersebut dialirkan melalui D2, D4. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada grafik output berikut.





Tugas Vclass 2

1. Jelaskan tentang daerah kerja transistor ?
Jawaban :

A. Cut off

Daerah cut off merupakan daerah kerja transistor dimana keadaan transistor menyumbat pada hubungan kolektor – emitor. Daerah cut off sering dinamakan sebagai daerah mati karena pada daerah kerja ini transistor tidak dapat mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Pada daerah cut off transistor dapat di analogikan sebagai saklar terbuka pada hubungan kolektor – emitor.

Dengan mengatur Ib = 0 atau tidak memberi tegangan pada bias basis atau basis diberi tegangan mundur terhadap emitor maka transistor akan dalam kondisi mati (cut off), sehingga tak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor (Ic≈0) dan Vce ≈ Vcc. Keadaan ini menyerupai saklar pada kondisi terbuka seperti ditunjukan pada gambar  diatas.
Besarnya tegangan antara kolektor dan emitor transistor pada kondisi mati atau cut off  adalah : 

Karena kondisi mati Ic = 0 (transistor ideal) maka :

Besar arus basis Ib adalah :

B.  Saturasi (Jenuh)

Daerah kerja transistor saat jenuh adalah keadaan dimana transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor tersebut seolah-olah short pada hubungan kolektor – emitor. Pada daerah ini transistor dikatakan menghantar maksimum (sambungan CE terhubung maksimum).

Besarnya tegangan kolektor emitor Vce suatu transistor pada konfigurasi diatas dapat diketahui sebagai berikut. 

Karena kondisi jenuh Vce = 0V (transistor ideal) maka besarnya arus kolektor (Ic) adalah

Besarnya arus yang mengalir agar transistor menjadi jenuh (saturasi) adalah:

Sehingga besar arus basis Ib jenuh adalah : 

C. Aktif

Pada daerah kerja Aktif transistor biasanya digunakan sebagai penguat sinyal. Transistor dikatakan bekerja pada daerah aktif karena transistor selelu mengalirkan arus dari kolektor ke emitor walaupun tidak dalam proses penguatan sinyal, hal ini ditujukan untuk menghasilkan sinyal keluaran yang tidak cacat. Daerah aktif terletak antara daerah jenuh (saturasi) dan daerah mati (Cut off).

Daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, yaitu ketika  arus IC konstans terhadap berapapun nilai VCE. Dari kurva ini diperlihatkan bahwa arus IC hanya tergantung dari besar arus IB. Daerah kerja ini biasa juga disebut daerah linear (linear region).

Tugas Vclass 3 

1.      Jelaskan tentang UJT?

Jawaban :
Uni Junction Transistor (UJT) atau dalam bahasa Indonesia sering disebut dengan Transistor Sambungan Tunggal adalah Komponen Elektronika Aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor, UJT memiliki tiga terminal dan hanya memiliki satu sambungan. Pada umumnya UJT digunakan sebagai Saklar Elektronik dan penghasil Isyarat Pulsa. Seperti namanya, Uni Junction Transistor atau UJT juga digolongkan sebagai salah satu anggota dari keluarga Transistor, namun berbeda dengan Transistor Bipolar pada umumnya, Uni Junction Transistor atau UJT ini tidak memiliki Terminal/Elektroda Kolektor. UJT yang memiliki Tiga Terminal ini terdiri dari 1 Terminal Emitor (E) dan 2 Terminal Basis (B1 dan B2). resistansi antara base 1 dan base 2 relatif tinggi, resistansi ini disebut reisistansi antar base (inter base resistance) disingkat RBB Oleh karena itu, Transistor UJT ini sering disebut juga dengan Dioda Berbasis Ganda (Double Base Diode).

Struktur dasar Uni Junction Transistor atau UJT dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Pada dasarnya UJT terdiri dari semikonduktor jenis Silikon yang bertipe N yang didoping ringan dan sepotong Silikon bertipe P yang berukuran kecil dengan doping tinggi (berat) di satu sisinya untuk menghasilkan sambungan tunggal P-N (P-N Junction). Sambungan Tunggal inilah yang kemudian dijadikan terminologi UJT yaitu Uni Junction Transistor. Di kedua ujung batang silikon yang bertipe N, terdapat dua kontak Ohmik yang membentuk terminal B1 (Basis 1) dan (Basis 2). Daerah Semikonduktor yang bertipe P menjadi Terminal Emitor (E) pada UJT tersebut.

Berikut ini adalah Bentuk dan Struktur dasar serta Simbol Uni Junction Transistor (Transistor Sambungan Tunggal).

Cara Kerja Uni Junction Transistor (UJT)

Saat Tegangan diantara Emitor (E) dan Basis 1 (B1) adalah Nol, UJT tidak menghantarkan arus listrik, Semikonduktor batang yang bertipe N akan berfungsi sebagai penghambat (memiliki resistansi yang tinggi). Namun akan ada sedikit arus bocor yang mengalir karena bias terbalik (reverse bias).

Pada saat tegangan di Emitor (E) dan Basis 1 (B1) dinaikan secara bertahap, resistansi diantara Emitor dan Basis 1 akan berkurang dan arus terbalik (reverse current) juga akan berkurang. Ketika Tegangan Emitor dinaikan hingga ke level bias maju, arus listrik di Emitor akan mengalir. Hal ini dikarenakan Holepada Semikonduktor yang di doping berat bertipe P mulai memasuki daerah semikonduktor tipe N dan bergabung kembali dengan Elektron yang di Batang Semikonduktor bertipe N (yang di doping ringan). Dengan demikian Uni Junction Transistor atau UJT ini kemudian mulai menghantarkan arus listrik dari B2 ke B1.

Aplikasi Uni Junction Transistor (UJT)

Pada umumnya Uni Junction Transistor atau UJT ini digunakan pada beberapa aplikasi rangkaian elektronika seperti berikut ini :

• Osilator Relaksasi (Relaxation Oscillator).
• Rangkaian Saklar Elektronik.
• Sensor Magnetik flux.
• Rangkaian Pembatas Tegangan dan Arus listrik.
• Osilator Bistabil (Bistable oscillators).
• Rangkaian Regulator Tegangan dan Arus Listrik.
• Rangkaian Pengendali Fase (Phase control circuits).

           2. Jelaskan tentang BJT?

Jawaban :

BJT (Bipolar Junction Transistor) tersusun atas tiga material semikonduktor terdoping yang dipisahkan oleh dua sambungan pn. Ketiga material semikonduktor tersebut dikenal dalam BJT sebagai emitter, base dan kolektor (Gambar 1). Daerah base merupakan semikonduktor dengan sedikit doping dan sangat tipis bila dibandingkan dengan emitter (doping paling banyak) maupun kolektor (semikonduktor berdoping sedang). Karena strukturnya fisiknya yang seperti itu, terdapat dua jenis BJT. Tipe pertama terdiri dari dua daerah n yang dipisahkan oleh daerah p (npn), dan tipe lainnya terdiri dari dua daerah p yang dipisahkan oleh daerah n (pnp). Sambungan pn yang menghubungkan daerah base dan emitter dikenal sebagai sambungan base-emiter (base-emitter junction), sedangkan sambungan pn yang menghubungkan daerah base dan kolektor dikenal sebagai sambungan base-kolektor (base-collector junction).

Gambar 1

simbol skematik untuk bipolar junction transistor tipe npn dan pnp. Istilah bipolar digunakan karena adanya elektron dan hole sebagai muatan pembawa (carriers) didalam struktur transistor.

Prinsip Kerja Transistor

Gambar 3 menunjukkan rangkaian kedua jenis transistor npn dan pnp dalam mode operasi aktif transistor sebagai amplifier. Pada kedua rangkaian, sambungan base-emiter (BE) dibias maju (forward-biased) sedangkan sambungan base-kolektor (BC) dibias mundur (reverse-biased).

Gambar 3. Forward-Reverse Bias pada BJT

Sebagai gambaran dan ilustrasi kerja transistor BJT, misalkan pada transistor npn, Ketika base dihubungkan dengan catu tegangan positif dan emiter dicatu dengan tegangan negatif maka daerah depletion BE akan menyempit. Pencatuan ini akan mengurangi tegangan barrier internal sehingga muatan mayoritas (tipe n) mampu untuk melewati daerah sambungan pn yang ada. Beberapa hole dan elektron akan mengalami rekombinasi di daerah sambungan sehingga arus mengalir melalui device dibawa oleh hole pada base(daerah tipe-p) dan elektron pada emiter (daerah tipe-n ). Karena derajat doping pada emiter (daerah tipe n) lebih besar daripada base (daerah tipe p), arus maju akan dibawa lebih banyak oleh elektron. Aliran dari muatan minoritas akan mampu melewati sambungan pn sebagai kondisi reverse bias tetapi pada skala yang kecil sehingga arus yang timbul pun sangat kecil dan dapat diabaikan.

Elektron banyak mengalir dari emiter ke daerah base yang tipis. Karena daerah base berdoping sedikit, elektron pada hole tidak dapat berekombinasi seluruhnya tetapi berdifusi ke dalam daerah depletion BC. Karena base dicatu negatif dan kolektor dicatu positif (reverse bias), maka depletion BC akan melebar. Pada daerah depletion BC, elektron yang mengalir dari emiter ke base akan terpampat pada daerah depletion BC. Karena pada daerah kolektor terdapat muatan minoritas (ion positif) maka pada daerah sambungan BC akan terbentuk medan listrik oleh gaya tarik menarik antara ion positif dan ion negatif sehingga elektron tertarik kedaerah kolektor. Arus listrik kemudian akan mengalir melalui device.