Bab 1
Theorema Thevenin
Theorema Norton
Bab 2
Semikonduktor
Bias Maju dan Reverse Bias
Bab 3
Dioda Ideal
Dioda Pendekatan ke 2
Dioda Pendekatan ke 3
Bab 4
Rangkaian Dioda Setengah gelombang rectifier
Full gelombang rectifier
Rectifier Jembatan
Bab 5Dioda Zener
Bab 6
Transistor Bipolar
Bab 7Dasar-dasar transistor
Bab 8
Pembiasan Trasnsistor
Bab 9Model Pembiasan Transistor AC
TRANSISTOR SEBAGAI SUMBER ARUS
Transistor sebagai saklar
Pada bagian ini transistor digunakan sebagai saklar. R3 dapat berupa LDR atau sensor lain yang nilai hambatannya berubah sesuai dengan besaran tertentu. Jika R3 nilainya berkurang hingga menyebabkan Q1 aktif maka beban tidak mendapat tegangan yang cukup. Jika nilai R4 bertambah sehingga basis Q1 mendapat tegangan yang cukup untuk menyebabkan Q1 saturasi maka beban akan mendapat arus sehingga saklar ON.
Cara kerja dari transistor sebagai saklar adalah jika LDR tidak dikenai cahaya maka akan ada hambatan yang besar yang menyebabkan adanya VBB sehingga menyebabkan adanya Ie. Dalam hal ini Ic»Ie sehingga jika Ic memenuhi maka LED akan menyala.
Pada bagian ini transistor digunakan sebagai saklar. R3 dapat berupa LDR atau sensor lain yang nilai hambatannya berubah sesuai dengan besaran tertentu. Jika R3 nilainya berkurang hingga menyebabkan Q1 aktif maka beban tidak mendapat tegangan yang cukup. Jika nilai R4 bertambah sehingga basis Q1 mendapat tegangan yang cukup untuk menyebabkan Q1 saturasi maka beban akan mendapat arus sehingga saklar ON.
Cara kerja dari transistor sebagai saklar adalah jika LDR tidak dikenai cahaya maka akan ada hambatan yang besar yang menyebabkan adanya VBB sehingga menyebabkan adanya Ie. Dalam hal ini Ic»Ie sehingga jika Ic memenuhi maka LED akan menyala.
TRANSISTOR SEBAGAI PENGUAT
Transistor sebagai penguat
Transistor sering digunakan sebagai penguat paling dasar. R1 dan R3 digunakan untuk memberikan tegangan basis pada transistor dan menentukan titik tengah operasi transistor. Nilai R4 digunakan untuk mengatur daerah arus bagi transistor dan R2 berpengaruh pada penguatan transistor.
Jenis penguat dibedakan berdasarkan kelas A, B dan C dan berdasarkan perbedaan input yang digunakan penguat diferensial.
Pada kelas A, transistor bekerja pada daerah aktif setiap waktunya sehingga arus kolektor mengalir untuk 360° dari sirkulasi AC. Dengan penguatan kelas A, pembuat rangkaian akan mencoba untuk menempatkan Q point didekat dengan garis beban. Dengan cara ini, sinyal dapat bergelombang secara maksimum tanpa danya saturasi atau cut off pada transistor, yang akan mengganggu sinyal.
Pada kelas B, berbeda dengan kelas A karena arus kolektor mengalir untuk 180° dari sirkulasi ac. Untuk mendapatkan operasi kelas B, pembuat rangkaian menempatkan Q point pada posisi cut off. Kemudian, hanya pada setengah positif dari tegangan basis ac dapat menghasilkan arus kolektor. Akibatnya mengurangi panas yang terbuang pada tenaga transistor.
Pada kelas C, arus kolektor mengalir kurang dari 180° dari sirkulasi AC. Dengan operasi kelas C, hanya bagian setengah positif dari tegangan basis AC dapat menghasilkan arus kolektor.
Transistor berdasarkan tipe couplingnya dibagi berdasarkan capacitive coupling, transformer coupling, dan direct coupling. Capacitive coupling akan meneruskan penguatan voltase ke stage berikutnya dalam rangkaian penguat. Rangkaian capacitive coupling dapat dilihat pada gambar (a). Transformer coupling akan meneruskan penguatan voltase ke stage berikutnya namun dengan menggunakan transformer. Rangkaian transformer coupling dapat dilihat dari gambar (b). Sedangkan untuk direct coupling seperti yang terlihat pada gambar (c) akan ada hubungan langsung antara collector dari transistor pertama dan base dari transistor kedua. Direct coupling sering juga disebut sebagai DC amplifier.
Transistor berdasarkan jangkauan frequensi dapat dibagi menjadi narrowband dan wideband. Transistor dengan narrowband hanya dapat beroperasi pada jangkauan frekuensi yang sempit. Sedangkan transistor dengan wideband dapat beroperasi pada jangkauan frequensi yang lebar.
Sekarang akan dijelaskan bagaimana didapatkan penguatan voltase pada transistor. R1 dan R3 digunakan sebagai pembagi tegangan kepada base transistor. Tegangan tersebut melewati transistor dan menyebabkan arus pada emitter. Karena arus emitter dengan pendekatan pertama nilainya sama dengan arus collector, maka kita akan mendapat arus collector yang sama dengan arus emitter. Setelah itu R2 digunakan sebagai penentu dalam peguatan transistor. Rangkaian transistor sebagai penguat dapat dilihat pada gambar 6.1.
Rata Kanan
Transistor sering digunakan sebagai penguat paling dasar. R1 dan R3 digunakan untuk memberikan tegangan basis pada transistor dan menentukan titik tengah operasi transistor. Nilai R4 digunakan untuk mengatur daerah arus bagi transistor dan R2 berpengaruh pada penguatan transistor.
Jenis penguat dibedakan berdasarkan kelas A, B dan C dan berdasarkan perbedaan input yang digunakan penguat diferensial.
Pada kelas A, transistor bekerja pada daerah aktif setiap waktunya sehingga arus kolektor mengalir untuk 360° dari sirkulasi AC. Dengan penguatan kelas A, pembuat rangkaian akan mencoba untuk menempatkan Q point didekat dengan garis beban. Dengan cara ini, sinyal dapat bergelombang secara maksimum tanpa danya saturasi atau cut off pada transistor, yang akan mengganggu sinyal.
Pada kelas B, berbeda dengan kelas A karena arus kolektor mengalir untuk 180° dari sirkulasi ac. Untuk mendapatkan operasi kelas B, pembuat rangkaian menempatkan Q point pada posisi cut off. Kemudian, hanya pada setengah positif dari tegangan basis ac dapat menghasilkan arus kolektor. Akibatnya mengurangi panas yang terbuang pada tenaga transistor.
Pada kelas C, arus kolektor mengalir kurang dari 180° dari sirkulasi AC. Dengan operasi kelas C, hanya bagian setengah positif dari tegangan basis AC dapat menghasilkan arus kolektor.
Transistor berdasarkan tipe couplingnya dibagi berdasarkan capacitive coupling, transformer coupling, dan direct coupling. Capacitive coupling akan meneruskan penguatan voltase ke stage berikutnya dalam rangkaian penguat. Rangkaian capacitive coupling dapat dilihat pada gambar (a). Transformer coupling akan meneruskan penguatan voltase ke stage berikutnya namun dengan menggunakan transformer. Rangkaian transformer coupling dapat dilihat dari gambar (b). Sedangkan untuk direct coupling seperti yang terlihat pada gambar (c) akan ada hubungan langsung antara collector dari transistor pertama dan base dari transistor kedua. Direct coupling sering juga disebut sebagai DC amplifier.
Transistor berdasarkan jangkauan frequensi dapat dibagi menjadi narrowband dan wideband. Transistor dengan narrowband hanya dapat beroperasi pada jangkauan frekuensi yang sempit. Sedangkan transistor dengan wideband dapat beroperasi pada jangkauan frequensi yang lebar.
Sekarang akan dijelaskan bagaimana didapatkan penguatan voltase pada transistor. R1 dan R3 digunakan sebagai pembagi tegangan kepada base transistor. Tegangan tersebut melewati transistor dan menyebabkan arus pada emitter. Karena arus emitter dengan pendekatan pertama nilainya sama dengan arus collector, maka kita akan mendapat arus collector yang sama dengan arus emitter. Setelah itu R2 digunakan sebagai penentu dalam peguatan transistor. Rangkaian transistor sebagai penguat dapat dilihat pada gambar 6.1.
Rata Kanan
REGULATOR'S SERIES
Cara yang sederhana untuk menyempurnakan pengaturan tegangan adalah dengan regulator zener. Kelebihan rangkaian tersebut dibandingkan dengan tanpa rangkaian common emitter adalah arus yang dihasilkan lebih besar.
Tegangan beban akan tetap sama dengan tegangan zener (dikurangi dengan tegangan yang jatuh pada transistor VBE), kecilnya arus pada dioda zener dapat dibatasi oleh penguatan arus transistor (β).
Vout = VZ - VBE
Oleh karena itu, regulator tersebut dapat digunakan untuk menggerakkan beban yang membutuhkan arus besar.
Pengikut zener mempunyai dua keuntungan terhadap pengatur tegangan biasa. Pertama, arus dc yang melalui RS merupakan penjumlahan dari arus zener dan arus basis yang besarnya sama dengan
IB βdc = IL
Karena arus basis ini jauh lebih kecil dari arus beban, kita dapat menggunakan dioda zener yang lebih kecil. Kedua, tegangan yang terdapat pada tegangan beban konstan karena mempunyai sumber konstan.
Dua keuntungan dari pengikut zener, beban yang berkurang pada zener dioda dan impedansi output yang lebih rendah, memungkinkan kita mendesain pengatur tegangan yang konstan. Ide dasarnya adalah bahwa pengikut emitter memperbesar kemampuan arus yang lewat pada pengatur zener. Pengikut zener memperbesar arus beban dengan factor bdc.
Tegangan beban akan tetap sama dengan tegangan zener (dikurangi dengan tegangan yang jatuh pada transistor VBE), kecilnya arus pada dioda zener dapat dibatasi oleh penguatan arus transistor (β).
Vout = VZ - VBE
Oleh karena itu, regulator tersebut dapat digunakan untuk menggerakkan beban yang membutuhkan arus besar.
Pengikut zener mempunyai dua keuntungan terhadap pengatur tegangan biasa. Pertama, arus dc yang melalui RS merupakan penjumlahan dari arus zener dan arus basis yang besarnya sama dengan
IB βdc = IL
Karena arus basis ini jauh lebih kecil dari arus beban, kita dapat menggunakan dioda zener yang lebih kecil. Kedua, tegangan yang terdapat pada tegangan beban konstan karena mempunyai sumber konstan.
Dua keuntungan dari pengikut zener, beban yang berkurang pada zener dioda dan impedansi output yang lebih rendah, memungkinkan kita mendesain pengatur tegangan yang konstan. Ide dasarnya adalah bahwa pengikut emitter memperbesar kemampuan arus yang lewat pada pengatur zener. Pengikut zener memperbesar arus beban dengan factor bdc.
DIFERENSIASI AMPLIFIER
Diferensiasi amplifier
Rangkaian dasar penguat diferensial tampak seperti gambar 5.2 yang terdiri atas dua transistor utama dengan 2 input dan output. Rangkaian tersebut simetris, transistor Q1 dan Q2 mempunyai karakteristik yang sama. Tahanan beban di kolektor juga sama. Besarnya tegangan output secara umum dapat dinyatakan dengan persamaan:
Vout = A (V1-V2)
Dengan A adalah penguatan masing-masing transistor yang besarnya sama. Tegangan keluarannya akan nol jika kedua tegangan input memiliki besar yang sama.
Penguat diferensial merupakan rangkaian kopling langsung dari dua transistor dan menjadi tulang-punggung dari rangkaian-rangkiaian terpadu linear (linear integrated circuit). Salah satu alasan penguat diferensial demikian popular karena drift dapat dihilangkan, paling sedikit sebagian.
Rangkaian dasar penguat diferensial tampak seperti gambar 5.2 yang terdiri atas dua transistor utama dengan 2 input dan output. Rangkaian tersebut simetris, transistor Q1 dan Q2 mempunyai karakteristik yang sama. Tahanan beban di kolektor juga sama. Besarnya tegangan output secara umum dapat dinyatakan dengan persamaan:
Vout = A (V1-V2)
Dengan A adalah penguatan masing-masing transistor yang besarnya sama. Tegangan keluarannya akan nol jika kedua tegangan input memiliki besar yang sama.
Penguat diferensial merupakan rangkaian kopling langsung dari dua transistor dan menjadi tulang-punggung dari rangkaian-rangkiaian terpadu linear (linear integrated circuit). Salah satu alasan penguat diferensial demikian popular karena drift dapat dihilangkan, paling sedikit sebagian.
DARLINGTON
Rangkaian-rangkaian digital adalah rangkaian yang menggunakan transistor sebagai switch. Rangkaian-rangkaian linear adalah rangkaian yang menggunakan transistor sebagai sumber arus. Penggerak LED dengan sumber arus transistor adalah salah satu contoh rangkaian linear. Contoh yang lain adalah penguat (amplifier), yaitu rangkaian yang menaikkan amplitudo sinyal. Gagasannya ialah memasukkan sinyal ac yang kecil ke dalam transistor dan mengeluarkan sinyal ac yang lebih besar dengan frekuensi yang sama. Penguat menjadi penting pada rangkaian-rangkaian radio, televisi, dan rangkaian komunikasi lainnya.
Darlington
Pada gambar 5.1 ditunjukkan suatu rangkaian penguat Darlington. Penguat Darlington ini didesain agar menghasilkan harga β yang jauh lebih besar. Kolektor kedua transistor dihubungkan, emitter pada transistor pertama mendrive basis transistor kedua. Karena itu β keseluruhan dari penguat Darlington dirumuskan:
β = β1 . β2
Keuntungan dari penguat Darlington adalah memiliki Zin (impedansi input) yang tinggi dari pada yang lainnya.
Penguatan tegangan keseluruhan dari penguat Darlington mendekati 1. Akibat utamanya adalah penambahan impedansi input yang sangat besar dan penurunan impedansi output secara drastis. Penguat Darlington digunakan untuk mengisolasi sumber dengan impedansi tinggi dari beban dengan impedansi rendah. Jika mencoba memberikan suatu sinyal langsung dari suatu sumber dengan impedansi tinggi ke beban dengan impedansi rendah, maka sebagian besar dari tegangan ac tersebut akan hilang pada impedansi sumber tersebut. Dengan menambahkan penguat Darlington antara sumber dan beban tersebut, kita dapat mencegah kehilangan sinyal yang terlalu banyak dan sumber akan cukup konstan untuk sebagian besar tahanan beban.
Darlington
Pada gambar 5.1 ditunjukkan suatu rangkaian penguat Darlington. Penguat Darlington ini didesain agar menghasilkan harga β yang jauh lebih besar. Kolektor kedua transistor dihubungkan, emitter pada transistor pertama mendrive basis transistor kedua. Karena itu β keseluruhan dari penguat Darlington dirumuskan:
β = β1 . β2
Keuntungan dari penguat Darlington adalah memiliki Zin (impedansi input) yang tinggi dari pada yang lainnya.
Penguatan tegangan keseluruhan dari penguat Darlington mendekati 1. Akibat utamanya adalah penambahan impedansi input yang sangat besar dan penurunan impedansi output secara drastis. Penguat Darlington digunakan untuk mengisolasi sumber dengan impedansi tinggi dari beban dengan impedansi rendah. Jika mencoba memberikan suatu sinyal langsung dari suatu sumber dengan impedansi tinggi ke beban dengan impedansi rendah, maka sebagian besar dari tegangan ac tersebut akan hilang pada impedansi sumber tersebut. Dengan menambahkan penguat Darlington antara sumber dan beban tersebut, kita dapat mencegah kehilangan sinyal yang terlalu banyak dan sumber akan cukup konstan untuk sebagian besar tahanan beban.
KARAKTERISTIK TRANSISTOR
KARAKTERISTIK DIODA
Transistor merupakan suatu piranti semikonduktor yang memiliki sifat khusus. Secara ekuivalensi transistor dapat dibandingkan dengan dua dioda yang dihubungkan dengan suatu konfigurasi. Walaupun sifat-sifat transistor tersebut tidak sama dengan dioda tersebut. Transistor ada yang UNIPOLAR (misal : FET), ada yang BIPOLAR (PNP dan NPN). Pada dasarnya transistor bekerja berdasarkan prinsip pengendalian arus kolektor dengan menggunakan arus basis.
Dengan kata lain arus basis mengalami penguatan hingga menjadi sebesar arus kolektor. Penguatan ini bergantung dari faktor penguatan dari masing-masing transistor (a dan b). Konfigurasi dasar dari rangkaian. Transistor sebagai penguat adalah Common Base, Common Emitor dan Common Collector. Sifat dari transistor yang akan saturasi pada nilai tegangan tertentu antara basis dan emitor menjadikan transistor dapat berfungsi sebagai saklar elektronik. Nilai penguatan arus dari Transistor dapat dinaikkan dengan menggunakan konfigurasi Darlington.
Sebuah transistor mempunyai 3 daerah yang sudah didoping yaitu emitter, basis dan kolektor.
Pn junction muncul diantara basis dan emitter, disebut sebagai dioda emitter. Sementara pn junction lainnya berada diantara basis dan kolektor, disebut dioda kolektor. Kedua junction ini ada pada transistor nonbias dan pada setiap dioda mempunyai potensial penghalang yang mendekati 0,7 V pada 15°C untuk transistor silikon.
Emitter didoping sangat padat/banyak sekali, sedangkan basis hanya didoping sedikit. Kolektor didoping tidak terlalu banyak dan tidak terlalu sedikit.
Pada operasi biasa, kita memberi tegangan maju pada dioda emitter dan tegangan mundur pada dioda kolektor. Emitter yang telah didoping sangat banyak, memiliki tugas untuk mendorong electron bebas masuk ke basis. Sedangkan basis bertugas melewatkan sebagian besar elektron ke kolektor. Kolektor sesuai dengan namanya mengoleksi elektron-elektron tersebut. Karena itu arus pada kolektor, besarnya hampir sama dengan besarnya arus emitter. Arus basis biasanya kurang dari 5% arus emitter.
Telah disebutkan diatas ada transistor yang bipolar yaitu PNP dan NPN. Transistor npn mempunyai daerah p yang berada diantara dua daerah n. Sementara transistor pnp mempunyai daerah n yang berda diantara dua daerah p.
Gambar diatas menjelaskan mengenai arah arus yang melewati transistor. Ada aliran arus konvensional dan aliran elektron yang berlawanan arahnya seperti terlihat pada gambar diatas. Ada tiga jenis arus yang melewati transistor yaitu arus emitter IE, arus basis IB dan arus kolektor IC. Hubungan antara ketiga arus tersebut adalah:
IE,= IC. + IB
Akan tetapi karena arus basis sangat kecil maka arus kolektor mendekati nilai arus emitter:
IC. = IE,
Dan arus basis sangat kecil sekali dibanding arus kolektor:
IB << IC.
Pada transistor terdapat penguat arus yang disebut beta dc (bdc). Penguat arus diartikan sebagai perbandingan antara arus dc kolektor dan arus dc basis:
Untuk transistor yang mempunyai daya rendah (dibawah 1 W), penguat arus biasanya bernilai dari 100 sampai 300. Transistor dengan daya tinggi (diatas 1 W) biasanya mempunyai penguat arus sebesar 20 sampai 100.
Transistor memiliki daerah aktif, daerah jenuh, daerah cut off serta daerah breakdown. Daerah aktif digunakan pada penguatan linear, sedang daerah jenuh dan cut off digunakan pada rangkaian digital.
Transistor memiliki daerah pengoperasian tegangan, arus dan daya maksimum. Transistor untuk sinyal kecil, dapat membuang daya 1 W atau kurang, sedang transistor daya akan membuang daya lebih dari 1 W. Harga-harga karakteristik transistor dapat berubah karena faktor suhu. Daya maksimum akan berkurang seiring dengan pertambahan suhu.
Transistor merupakan suatu piranti semikonduktor yang memiliki sifat khusus. Secara ekuivalensi transistor dapat dibandingkan dengan dua dioda yang dihubungkan dengan suatu konfigurasi. Walaupun sifat-sifat transistor tersebut tidak sama dengan dioda tersebut. Transistor ada yang UNIPOLAR (misal : FET), ada yang BIPOLAR (PNP dan NPN). Pada dasarnya transistor bekerja berdasarkan prinsip pengendalian arus kolektor dengan menggunakan arus basis.
Dengan kata lain arus basis mengalami penguatan hingga menjadi sebesar arus kolektor. Penguatan ini bergantung dari faktor penguatan dari masing-masing transistor (a dan b). Konfigurasi dasar dari rangkaian. Transistor sebagai penguat adalah Common Base, Common Emitor dan Common Collector. Sifat dari transistor yang akan saturasi pada nilai tegangan tertentu antara basis dan emitor menjadikan transistor dapat berfungsi sebagai saklar elektronik. Nilai penguatan arus dari Transistor dapat dinaikkan dengan menggunakan konfigurasi Darlington.
Sebuah transistor mempunyai 3 daerah yang sudah didoping yaitu emitter, basis dan kolektor.
Pn junction muncul diantara basis dan emitter, disebut sebagai dioda emitter. Sementara pn junction lainnya berada diantara basis dan kolektor, disebut dioda kolektor. Kedua junction ini ada pada transistor nonbias dan pada setiap dioda mempunyai potensial penghalang yang mendekati 0,7 V pada 15°C untuk transistor silikon.
Emitter didoping sangat padat/banyak sekali, sedangkan basis hanya didoping sedikit. Kolektor didoping tidak terlalu banyak dan tidak terlalu sedikit.
Pada operasi biasa, kita memberi tegangan maju pada dioda emitter dan tegangan mundur pada dioda kolektor. Emitter yang telah didoping sangat banyak, memiliki tugas untuk mendorong electron bebas masuk ke basis. Sedangkan basis bertugas melewatkan sebagian besar elektron ke kolektor. Kolektor sesuai dengan namanya mengoleksi elektron-elektron tersebut. Karena itu arus pada kolektor, besarnya hampir sama dengan besarnya arus emitter. Arus basis biasanya kurang dari 5% arus emitter.
Telah disebutkan diatas ada transistor yang bipolar yaitu PNP dan NPN. Transistor npn mempunyai daerah p yang berada diantara dua daerah n. Sementara transistor pnp mempunyai daerah n yang berda diantara dua daerah p.
Gambar diatas menjelaskan mengenai arah arus yang melewati transistor. Ada aliran arus konvensional dan aliran elektron yang berlawanan arahnya seperti terlihat pada gambar diatas. Ada tiga jenis arus yang melewati transistor yaitu arus emitter IE, arus basis IB dan arus kolektor IC. Hubungan antara ketiga arus tersebut adalah:
IE,= IC. + IB
Akan tetapi karena arus basis sangat kecil maka arus kolektor mendekati nilai arus emitter:
IC. = IE,
Dan arus basis sangat kecil sekali dibanding arus kolektor:
IB << IC.
Pada transistor terdapat penguat arus yang disebut beta dc (bdc). Penguat arus diartikan sebagai perbandingan antara arus dc kolektor dan arus dc basis:
Untuk transistor yang mempunyai daya rendah (dibawah 1 W), penguat arus biasanya bernilai dari 100 sampai 300. Transistor dengan daya tinggi (diatas 1 W) biasanya mempunyai penguat arus sebesar 20 sampai 100.
Transistor memiliki daerah aktif, daerah jenuh, daerah cut off serta daerah breakdown. Daerah aktif digunakan pada penguatan linear, sedang daerah jenuh dan cut off digunakan pada rangkaian digital.
Transistor memiliki daerah pengoperasian tegangan, arus dan daya maksimum. Transistor untuk sinyal kecil, dapat membuang daya 1 W atau kurang, sedang transistor daya akan membuang daya lebih dari 1 W. Harga-harga karakteristik transistor dapat berubah karena faktor suhu. Daya maksimum akan berkurang seiring dengan pertambahan suhu.
APLIKASI DIODA
APLIKASI DIODA
Penggunaan transformator pada rangkaian listrik berguna untuk merubah tegangan yang berasal dari PLN yaitu 220 Vrms menjadi tegangan yang aman digunakan pada lat-alat elektronik. Karena tegangan PLN adalah tegangan bolak-balik maka tegangan keluaran dari transformator juga merupakan tegangan AC yang selanjutnya akan dirubah menjadi tegangan DC oleh dioda-dioda pada rangkaian elektronik.
1. Half-Wave Rectifier
Half-Walf Rectifier adalah rangkaian seri dari dioda dengan hambatan beban. Tegangan beban adalah gelombang sinusoidal half-wave yang telah direktifikasi (disearahkan). Dimana nilai peaknya secara aproksimasi sama dengan peak dari tegangan input (jika menggunakan transformator maka tegangan yang diperhatikan adalah tegangan sekunder). Nilai rata-rata tegangan beban disebut juga nilai dc adalah sebesar 31,8 % dari tegangan puncak beban.
Vdc = 0,318 Vp
Frekuensi ripple yang terjadi pada HWR atau Bridge Rectifier ini adalah sama dengan frekuensi line.
fout = fin
Pada HWR hasil dari tegangan beban yang merupakan keluaran, memiliki bentuk setengah gelombang jika tegangan masukannya berupa gelombang sinusoidal. Pada HWR arus yang dihasilkan berupa arus searah. Keluaran dari HWR ini bukanlah tegangan DC yang diinginkan untuk peralatan elektronik karena yang diperlukan untuk peralatan elektronik adalah tegangan yang konstan, tegangan yang sama yang dihasilkan oleh batere.
Jika menggunakan pendekatan kedua, potensial penghalang yaitu 0,7 V masuk dalam penurunan rumusnya menjadi
Vp(out) = Vp(in) – 0,7 V
2. Full-Wave Rectifier
Full-Wave Rectifier berisi transformer centertapped dengan 2 dioda dan sebuah hambatan beban. Tegangan beban berupa gelombang sinus half-wave yang telah disearahkan dengan nilai peaknya secara aproksimasi sama dengan setengah puncak dari tegangan sekunder.
Vdc = 0.636 Vp
Frekuensi ripple yang terjadi pada FWR adalah sebesar 2 kali frekuensi sumber.
fout = 2 fin
Full-Wave Rectifier sama saja dengan dua half-wave rectifier. Akibat dari center tap, masing-masing rectifier mempunyai tegangan masuksama dengan setengah tegangan sekunder.
Pada full-wave rectifier perhitungan menggunakan pendekatan kedua maka menjadi
Vp(out) = Vp(in) – 0,7 V
Gbr b. Full-Wave Rectifier
3. Bridge Rectifier
Bridge Rectifier berisi 4 dioda. Tegangan bebannya berupa gelombang sinus full-wave yang telah diarahkan dengan nilai peaknya secara aproksimasi sama dengan nilai tegangan sekundernya. Nilai dc atau rata-rata tegangan pada beban adalah sebesar 63,6 % tegangan peak beban.
Bridge rectifier memiliki kesamaan pada full-wave rectifier karena bridge rectifier menghasilkan tegangan keluaran yang sama dengan full-wave.
Keuntungan menggunakan tipe dari full-wave yang melalui center-tapped bahwa seluruh tegangan sekunder dapat digunakan.
Pendekatan kedua untuk bridge rectifier adalah
Vp(out) = Vp(in) – 1,4 V
4. Voltage Multiplier
Voltage Multiplier adalah 2 atau lebih penyearah yang menghasilkan sebuah tegangan dc yang sama dengan perkalian tegangan peak input (2Vp, 3Vp, 4Vp, dst). Power supply ini digunakan pada peralatan bertegangan tinggi atau berarus rendah seperti catode-ray tube (tabung gambar pada pesawat TV, osiloskop dan display komputer).
UNTUK MENDOWNLOAD FULL TEKS SILAKAN KLIK DISINI
Penggunaan transformator pada rangkaian listrik berguna untuk merubah tegangan yang berasal dari PLN yaitu 220 Vrms menjadi tegangan yang aman digunakan pada lat-alat elektronik. Karena tegangan PLN adalah tegangan bolak-balik maka tegangan keluaran dari transformator juga merupakan tegangan AC yang selanjutnya akan dirubah menjadi tegangan DC oleh dioda-dioda pada rangkaian elektronik.
1. Half-Wave Rectifier
Half-Walf Rectifier adalah rangkaian seri dari dioda dengan hambatan beban. Tegangan beban adalah gelombang sinusoidal half-wave yang telah direktifikasi (disearahkan). Dimana nilai peaknya secara aproksimasi sama dengan peak dari tegangan input (jika menggunakan transformator maka tegangan yang diperhatikan adalah tegangan sekunder). Nilai rata-rata tegangan beban disebut juga nilai dc adalah sebesar 31,8 % dari tegangan puncak beban.
Vdc = 0,318 Vp
Frekuensi ripple yang terjadi pada HWR atau Bridge Rectifier ini adalah sama dengan frekuensi line.
fout = fin
Pada HWR hasil dari tegangan beban yang merupakan keluaran, memiliki bentuk setengah gelombang jika tegangan masukannya berupa gelombang sinusoidal. Pada HWR arus yang dihasilkan berupa arus searah. Keluaran dari HWR ini bukanlah tegangan DC yang diinginkan untuk peralatan elektronik karena yang diperlukan untuk peralatan elektronik adalah tegangan yang konstan, tegangan yang sama yang dihasilkan oleh batere.
Jika menggunakan pendekatan kedua, potensial penghalang yaitu 0,7 V masuk dalam penurunan rumusnya menjadi
Vp(out) = Vp(in) – 0,7 V
2. Full-Wave Rectifier
Full-Wave Rectifier berisi transformer centertapped dengan 2 dioda dan sebuah hambatan beban. Tegangan beban berupa gelombang sinus half-wave yang telah disearahkan dengan nilai peaknya secara aproksimasi sama dengan setengah puncak dari tegangan sekunder.
Vdc = 0.636 Vp
Frekuensi ripple yang terjadi pada FWR adalah sebesar 2 kali frekuensi sumber.
fout = 2 fin
Full-Wave Rectifier sama saja dengan dua half-wave rectifier. Akibat dari center tap, masing-masing rectifier mempunyai tegangan masuksama dengan setengah tegangan sekunder.
Pada full-wave rectifier perhitungan menggunakan pendekatan kedua maka menjadi
Vp(out) = Vp(in) – 0,7 V
Gbr b. Full-Wave Rectifier
3. Bridge Rectifier
Bridge Rectifier berisi 4 dioda. Tegangan bebannya berupa gelombang sinus full-wave yang telah diarahkan dengan nilai peaknya secara aproksimasi sama dengan nilai tegangan sekundernya. Nilai dc atau rata-rata tegangan pada beban adalah sebesar 63,6 % tegangan peak beban.
Bridge rectifier memiliki kesamaan pada full-wave rectifier karena bridge rectifier menghasilkan tegangan keluaran yang sama dengan full-wave.
Keuntungan menggunakan tipe dari full-wave yang melalui center-tapped bahwa seluruh tegangan sekunder dapat digunakan.
Pendekatan kedua untuk bridge rectifier adalah
Vp(out) = Vp(in) – 1,4 V
4. Voltage Multiplier
Voltage Multiplier adalah 2 atau lebih penyearah yang menghasilkan sebuah tegangan dc yang sama dengan perkalian tegangan peak input (2Vp, 3Vp, 4Vp, dst). Power supply ini digunakan pada peralatan bertegangan tinggi atau berarus rendah seperti catode-ray tube (tabung gambar pada pesawat TV, osiloskop dan display komputer).
UNTUK MENDOWNLOAD FULL TEKS SILAKAN KLIK DISINI
DIODA ZENER
Dioda Zener
Variasi khusus dari dioda semikonduktor adalah Dioda Zener. Dioda Zener adalah dioda khusus yang dirancang untuk bekerja pada daerah breakdown.
Dioda ini paling utama bermain sebagai komponen rangkaian regulator tegangan yang menjaga agar tegangan bebas konstan. Secara ideal zener berlaku seolah-olah baterai sempurna. Sedang pada aproksimasi selanjutnya, ia memiliki hambatan bulk yang menghasilkan tambahan kecil tegangan.
Dioda zener dapat diaplikasikan untuk rangkaian regulator, protector, peak clipper, dst.
Untuk mengetahui bahwa dioda zener dioperasikan pada daerah breakdown dengan menghitung tegangan thevenin pada dioda (dengan melepas dioda zener tersebut). Bila tegangan thevenin lebih besar dari tegangan zener, maka regulator bekerja.
Dengan posisi dioda zener parallel terhadap hambatan beban, maka arus yang melewati hambatan pembatas arus (current limiting resistor) akan sama dengan jumlah arus beban dan arus zener. Besar arus dioda zener tidak bergantung pada besarnya hambatan dalamnya (non ohmic).
Untuk mendownload silakan klik disini
Variasi khusus dari dioda semikonduktor adalah Dioda Zener. Dioda Zener adalah dioda khusus yang dirancang untuk bekerja pada daerah breakdown.
Dioda ini paling utama bermain sebagai komponen rangkaian regulator tegangan yang menjaga agar tegangan bebas konstan. Secara ideal zener berlaku seolah-olah baterai sempurna. Sedang pada aproksimasi selanjutnya, ia memiliki hambatan bulk yang menghasilkan tambahan kecil tegangan.
Dioda zener dapat diaplikasikan untuk rangkaian regulator, protector, peak clipper, dst.
Untuk mengetahui bahwa dioda zener dioperasikan pada daerah breakdown dengan menghitung tegangan thevenin pada dioda (dengan melepas dioda zener tersebut). Bila tegangan thevenin lebih besar dari tegangan zener, maka regulator bekerja.
Dengan posisi dioda zener parallel terhadap hambatan beban, maka arus yang melewati hambatan pembatas arus (current limiting resistor) akan sama dengan jumlah arus beban dan arus zener. Besar arus dioda zener tidak bergantung pada besarnya hambatan dalamnya (non ohmic).
Untuk mendownload silakan klik disini
KARAKTERISTIK DIODA
TEORI DASAR
Dalam bidang elektronika seringkali diperlukan suatu komponen yang mengalirkan arus jika diberi beda potensial pada satu arah (Forward Bias) dan sebaliknya tidak mengalirkan arus jika diberi beda potensial pada arah yang berlawanan (Reverse Bias). Komponen yang memiliki karakteristik tersebut adalah DIODA.
Untuk tegangan yang tidak terlalu tinggi orang banyak menggunakan dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor (dalam hal ini germanium dan silicon). Sedangkan untuk tegangan tinggi digunakan dioda vakum. Dalam percobaan ini kita menyelidiki sifat-sifat dari penggunaan dioda dari bahan semikonduktor saja.
Dioda merupakan komponen elektronika yang terbuat dari 2 lapisan semikonduktor yang berbeda jenis dopingnya (lapisan N dan P). Simbol dari dioda seperti terlihat pada gambar 2.1.
Dioda akan mengalirkan arus bila diberi beda potensial dimana kaki anoda lebih positif dari katoda dan tidak akan mengeluarkan arus jiak sebaliknya yaitu kaki anoda lebih negatif dari katoda.
Diatas adalah lambang skematik dari dioda. Sisi p disebut anoda dan sisi n disebut katoda. Dalam pembuatan sirkuit dioda, dioda dapat dibalik-balik sisinya sehingga dalam sirkuit dioda ada yang namanya dioda forward dan dioda reverse. Pada dioda forward sisi p terhubung kepada terminal positif dari baterai dan sisi n terhubung ke terminal negatif dari baterai. Sementara untuk dioda reverse dipasang berkebalikan dari dioda reverse yaitu sisi p terhubung ke terminal negatif dan sisi n terhubung ke sisi positif.
Dalam dioda ada yang namanya tegangan lutut yaitu tegangan dimana jika arus telah tegangan ini arus tersebut akan meningkat secara cepat. Tegangan lutut sama saja dengan tegangan penghalang karena menghalangi jalannya arus dan tegangan. Analisis dari sirkuit dioda biasanya digunakan untuk untuk menentukan apakah tegangan dioda lebih banyak atau lebih sedikit dari tegangan lutut. Jika lebih, dioda akan mudah mengkonduksi. Jika kurang, dioda akan sulit mengkonduksi. Tegangan lutut dari dioda silicon adalah:
VK = 0,7 V
Perhitungan menggunakan tegangan lutut ini disebut pendekatan kedua Karena nilai tegangan lutut dimasukkan dalam perhitungan analisis rangkaian. Dalam beberapa aplikasi mengguanakan dioda, digunakan dioda germanium Karena tegangan lutut dari dioda germanium mendekati 0,3 V sehingga ada keuntungan dan perhitungan tersendiri dalam menggunakannya.
Pada dioda, selain tegangan lutut ada yang namanya hambatan bulk, yaitu jumlah dari hambatan area p dan hambatan area n. Dirumuskan sebagai berikut:
RB = RP + RN
Hambatan bulk tergantung pada besar dari area p dan area n, dan seberapa banyak p dan didoping. Biasanya hambatan bulk kurang dari 1 W. Pada analisis rangkaian, digunakan pada pendekatan ketiga.
Download full teks silakan klik di sini
Dalam bidang elektronika seringkali diperlukan suatu komponen yang mengalirkan arus jika diberi beda potensial pada satu arah (Forward Bias) dan sebaliknya tidak mengalirkan arus jika diberi beda potensial pada arah yang berlawanan (Reverse Bias). Komponen yang memiliki karakteristik tersebut adalah DIODA.
Untuk tegangan yang tidak terlalu tinggi orang banyak menggunakan dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor (dalam hal ini germanium dan silicon). Sedangkan untuk tegangan tinggi digunakan dioda vakum. Dalam percobaan ini kita menyelidiki sifat-sifat dari penggunaan dioda dari bahan semikonduktor saja.
Dioda merupakan komponen elektronika yang terbuat dari 2 lapisan semikonduktor yang berbeda jenis dopingnya (lapisan N dan P). Simbol dari dioda seperti terlihat pada gambar 2.1.
Dioda akan mengalirkan arus bila diberi beda potensial dimana kaki anoda lebih positif dari katoda dan tidak akan mengeluarkan arus jiak sebaliknya yaitu kaki anoda lebih negatif dari katoda.
Dalam dioda ada yang namanya tegangan lutut yaitu tegangan dimana jika arus telah tegangan ini arus tersebut akan meningkat secara cepat. Tegangan lutut sama saja dengan tegangan penghalang karena menghalangi jalannya arus dan tegangan. Analisis dari sirkuit dioda biasanya digunakan untuk untuk menentukan apakah tegangan dioda lebih banyak atau lebih sedikit dari tegangan lutut. Jika lebih, dioda akan mudah mengkonduksi. Jika kurang, dioda akan sulit mengkonduksi. Tegangan lutut dari dioda silicon adalah:
VK = 0,7 V
Perhitungan menggunakan tegangan lutut ini disebut pendekatan kedua Karena nilai tegangan lutut dimasukkan dalam perhitungan analisis rangkaian. Dalam beberapa aplikasi mengguanakan dioda, digunakan dioda germanium Karena tegangan lutut dari dioda germanium mendekati 0,3 V sehingga ada keuntungan dan perhitungan tersendiri dalam menggunakannya.
RB = RP + RN
Hambatan bulk tergantung pada besar dari area p dan area n, dan seberapa banyak p dan didoping. Biasanya hambatan bulk kurang dari 1 W. Pada analisis rangkaian, digunakan pada pendekatan ketiga.
Download full teks silakan klik di sini
MENGUJI KOMPONEN DAN MENGGUNAKAN ALAT UKUR
Menggunakan Multimeter
Ketrampilan dan kesesuaian penggunaan alat ukur akan menentukan keberhasilan dan ketepatan pengukuran.
Berikut ini beberapa ketentuan untuk menggunakan multimeter
1. Voltmeter
a. Penggunaannya dipasang pararel dengan komponen yang akan diukur tegangannya.
b. Perhatikan jenis tegangannya, AC atau DC
c. Bila tidak diketahui daerah tegangan yang akan diukur, gunakan batas ukuran yang terbesar dan gunakan voltmeter yang memiliki impedansi input tinggi.
2. Amperemeter
1. Penggunaannya dipasang secara seri pada jalur yang akan diukur arusnya.
2. Bila tidak diketahui daerah kerja arus yang akan mengalir, gunakan daerah pengukuran yang terbesar dari amperemeter yang digunakan.
3. Ohmmeter
Untuk mengukur nilai hambatan, nolkan dahulu titik awal pengukuran dengan cara menghubungkan probe kutub (+) dan (-), lalu atur jarum penunjuk agar tepat di titik nol.
4. Menguji Transistor
Pada transistor biasanya letek kaki kolektor berada di pinggir dan diberi tanda titik atau lingkaran kecil. Sedangkan kaki basis biasanya terletak diantara kolektor dan emitor.
a. Transistor PNP
b. Transistor NPN
c. The unbiased Transistor
d. The biased Transistor
5. Menguji Resistor
Resistor atau tahanan dapat putus akibat pemakaian ataupun umur. Bila resistor putus maka rangkaian elektronika yang kita buat tidak akan bisa bekerja atau mengalami cacat.
6. Menguji Kondensator Elco
Sebelum dipasang pada rangkaian kapasitor harus diuji dahulu keadaannya atau ketika membeli di toko anda harus memastikan bahwa elco tersebut dalam keadaan baik.
7. Menguji Dioda
Untuk mendowload secara keseluruhan silakan klik disini
Langganan:
Postingan (Atom)