makalah komponen aktif dan komponen pasif

MATA KULIAH : Bengkel dan Perencanaan Elektronika
NAMA DOSEN : Dr Hendra jaya, M.T
NAMA MAHASISWA: Naurah Atira
NIM :1525040028

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan ke hadirat Allah S.W.T atas rahmat dan karunia-Nya saya dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik. Makalah yang berjudul Prinsip Kerja Komponen Alat Elektronik ini, membahas mengenai prinsip kerja komponen aktif dan komponen pasif.

Di mana dalam penulisan makalah ini kita sama mengaharapkan baik pada penulis maupun kepada pembaca agar dapat memahami dan mengerti tentang prisnip kerja, jenisnya, bahan, struktur dan contoh penerapan dan penggunaannya. Dalam penulisan makalah ini,saya banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu,saya ingin mengucapkan banyak  terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulisan makalah ini sehingga dapat saya selesaikan dengan baik.

Saya sadar, bahwa dalam makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, hal itu di karenakan keterbatasan kemampuan dan pengetahuan saya. Oleh karena itu, saya sangat mengharapkan kritik dan saran, yang bersifat membangun dari para pembaca. Semoga makalah ini bermanfaat bagi kita. Akhir kata saya meminta maaf, apabila dalam penulisan makalah ini terdapat banyak kesalahan yang mungkin dapat kita maklumi bersama.

BAB I

PENDAHULUAN

Dewasa ini, penggunaan sistem elektronika telah dikenal luas dan maju dengan pesatnya. Seiring dengan munculnya beragam inovasi yang tiada hentinya. Perlu juga kita perhatikan, bahwa penggunaan komponen elektronika secara luas telah mencakup kesegala bidang kehidupan manusia yang semakin canggih dan semakin simple/kecil penggunaan komponen elektronika seperti dioda,transistor,kapasitor,serta alat ukur osiloskop sering kita jumpai dalam peraktikum komponen komponen alat elektronika seperti di atas akan sering kita jumpai karena merupakan komponen utama dalam rangkaian alat elektronika.

Dalam melakukan suatu praktikum hal yang mendasar kita harus mengetahui tentang macam- macam alat ukur. Oleh karena itu, dalam makalah ini, akan dibahas berbagai macam pengenalan alat ukur. Pada dasarnya,mengukur adalah membandingkan suatu besaran dengan satuannya. Pemilihan alat ukur yang digunakan harus disesuaikan dengan besaran yang hendak diukur. Simbol-simbol yang terdapat dalam alat ukur memiliki arti masing-masing yang menjelaskan penggunaan alat ukur.

Dalam elektronika terdapat dua komponen yaitu komponen aktif dan komponen pasif. Komponen aktif merupakan komponen yang dapat bekerja apabila ada catu daya dulu. Sedangkan komponen pasif merupakan komponen yang dapat bekerja tanpa ada catu daya.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    KOMPONEN AKTIF

1.      Prinsip Kerja Kompomem Aktif

Seperti yang kita kenal komponen aktif adalah Komponen yang dapat menguatkan dan menyearahkan sinyal listrik, serta mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Dalam hal ini saya akan membahas tentang prinsip kerja komponen aktif elektronik di mana kita dapat melihat beberapa contoh yang juga memiliki prinsip-prinsip kerja dari masing-masing setiap komponen seperti yang kita lihat pada Dioda dan sebagainya.

2.      Jenis-jenis Komponen Aktif  Beserta Gambar

a.      Transistor

Transistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki berbagai macam fungsi seperti sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, modulator dan lain sebagainya. Transistor merupakan salah satu komponen semikonduktor yang paling banyak ditemukan dalam rangkaian-rangkaian elektronika. Boleh dikatakan bahwa hampir semua perangkat elektronik menggunakan Transistor untuk berbagai kebutuhan dalam rangkaiannya. Perangkat-perangkat elektronik yang dimaksud tersebut seperti Televisi, Komputer, Ponsel, Audio Amplifier, Audio Player, Video Player, konsol Game, Power Supply dan lain-lainnya.

Ganbar 1 transistor

1.   Transistor Bipolar (BJT)

Transistor Bipolar adalah Transistor yang struktur dan prinsip kerjanya memerlukan perpindahan muatan pembawanya yaitu electron di kutup negatif untuk mengisi kekurangan electon atau hole di kutub positif.   Bipolar berasal dari kata “bi” yang artinya adalah “dua” dan kata “polar” yang artinya adalah “kutub”. Transistor Bipolar juga sering disebut juga dengan singkatan BJT yang kepanjangannya adalah Bipolar Junction Transistor. Transistor bipolar terbagi lagi menjadi dua yaitu:

·       Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor.

Gambar 2 transistor NPN

·       Transistor PNP adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan negatif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Emitor ke Kolektor.

Gambar 3 transistor PNP

1.   Transistor Efek Medan (Field Effect Transistor)

Transistor Efek Medan atau Field Effect Transistor yang disingkat menjadi FET ini adalah jenis Transistor yang menggunakan listrik untuk mengendalikan konduktifitasnya. Yang dimaksud dengan Medan listrik disini adalah Tegangan listrik yang diberikan pada terminal Gate (G) untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan pada terminal Drain (D) ke terminal Source (S). Transistor Efek Medan (FET) ini sering juga disebut sebagai Transistor Unipolar karena pengoperasiannya hanya tergantung pada salah satu muatan pembawa saja, apakah muatan pembawa tersebut merupakan Electron maupun Hole. Transistor efek medan terbagi atas tiga yaitu :

·      JFET (Junction Field Effect Transistor) adalah Transistor Efek Medanyang menggunakan persimpangan (junction) p-n bias terbalik sebagai isolator antara Gerbang (Gate) dan Kanalnya. JFET terdiri dari dua jenis yaitu JFET Kanal P (p-channel) dan JFET Kanal N (n-channel). JFET terdiri dari tiga kaki terminal yang masing-masing terminal tersebut diberi nama Gate (G), Drain (D) dan Source (S).

Gambar 4 JFET (Junction Field Effect Transistor)

·      MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) adalah Transistor Efek Medan yang menggunakan Isolator (biasanya menggunakan Silicon Dioksida atau SiO2) diantara Gerbang (Gate) dan Kanalnya. MOSFET ini juga terdiri dua jenis konfigurasi yaitu MOSFET Depletion dan MOSFET Enhancement yang masing-masing jenis MOSFET ini juga terbagi menjadi MOSFET Kanal-P (P-channel) dan MOSFET Kanal-N (N-channel). MOSFET terdiri dari tiga kaki terminal yaitu Gate (G), Drain (D) dan Source (S).

Gambar 5 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)

·      UJT (Uni Junction Transistor) adalah jenis Transistor yang digolongkan sebagai Field Effect Transistor (FET) karena pengoperasiannya juga menggunakan medan listrik atau tegangan sebagai pengendalinya. Berbeda dengan jenis FET lainnya, UJT mememiliki dua terminal Basis (B1 dan B2) dan 1 terminal Emitor. UJT digunakan khusus sebagai pengendali (switch) dan tidak dapat dipergunakan sebagai penguat seperti jenis transistor lainnya.

 

Gambar 6 UJT (Uni Junction Transistor)

a.      Diode

Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur). Diode dapat disamakan sebagai fungsi katup di dalam bidang elektronika. Diode sebenarnya tidak menunjukkan karakteristik kesearahan yang sempurna, melainkan mempunyai karakteristik hubungan arus dan tegangan kompleks yang tidak linier dan seringkali tergantung pada teknologi atau material yang digunakan serta parameter penggunaan. Beberapa jenis diode juga mempunyai fungsi yang tidak ditujukan untuk penggunaan penyearahan.

Gambar 7 dioda

jenis-jenis dioda:

1.      Dioda Zener

Dioda zener adalah diode yang memiliki karakteristik menyalurkan arus listrik mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas "tegangan tembus" (breakdown voltage) atau "tegangan Zener". Ini berlainan dari diode biasa yang hanya menyalurkan arus listrik ke satu arah.

Gambar 8 Dioda Zener

2. light emiting diode (LED)

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

Gambar 9 LED

1.        Dioda Bridge

Dioda bridge adalah empat buah dioda yang dirangkai membentuk sebuah jembatan. Dioda bridge digunakan sebagai penyearah arus bolak-balik (AC) satu gelombang penuh sehingga dihasilkan tegangan searah (DC) yang lebih baik dan minim noise.

Gambar 10 dioda bridge

2.        Photo Dioda

Photodiode atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Dioda Foto adalah komponen Elektronika yang dapat mengubah cahaya menjadi arus listrik. Dioda Foto merupakan komponen aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan tergolong dalam keluarga Dioda. Seperti Dioda pada umumnya, Photodiode atau Dioda Foto ini memiliki dua kaki terminal yaitu kaki terminal Katoda dan kaki terminal Anoda, namun Dioda Foto memiliki Lensa dan Filter Optik yang terpasang dipermukaannya sebagai pendeteksi cahaya.

Gambar 11 Photo Dioda

3.    Strukur dan Simbol Komponen Aktif

a.      TRANSISTOR

·      Transistor NPN 

Gambar 12 struktur NPN

Gambar 13 simbol NPN

·      Transistor PNP

Gambar 14 struktur PNP

 Gambar 15 simbol PNP

·      JFET (Junction Field Effect Transistor)

Gambar 16 struktur JFET kanal P

Gambar 17 simbol JFET kanal P

Gambar 18 Struktur JFET kanal N

Gambar 19 simbol JFET kanal N

·      MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)

Gambar 20 struktur MOSFET kanal P

Gambar 21 simbol MOSFET kanal P

Gambar 22 struktur MOSFET kanal N

Gambar 23 simbol MOSFET kanal N

·      UJT (Uni Junction Transistor)

Gambar 24 Struktur UJT

Gambar 25 simbol UJT

 

a.      DIODA

·      Dioda Zener

 

Gambar simbol dioda zener

·      Ligh emiting diode (LED)

Gambar Simbol LED

·           Dioda Bridge

Gambar simbol Dioda Bridge

 

 

·           Photo Dioda

Gambar struktur Photo Dioda

Gambar simbol Photo Dioda

4.    Karakteristik Komponen Aktif (penggunaan)

a.      Transistor

Penggunaan transistor sebagai saklar artinya mengoperasikan transistor pada salah satu kondisi yaitu saturasi atau cut off. Jika sebuah transistor berada dalam keadaan saturasi maka transistor berlaku seperti saklar tertutup antara kolektor dan emiter. Jika transistor cut off transistor berlaku seperti saklar terbuka.

Gambar di bawah menunjukkan salah satu contoh pengunaan sebuah transistor sebagai saklar beserta garis beban dc. Pengaturan on-off transistor dengan mengatur level tegangan pada basis transistor tersebut. Jika arus basis lebih besar atau sama dengan arus basis saat saturasi, titik kerja transistor berada pada ujung atas garis beban dc, dalam kondisi ini transistor berlaku sebagai saklar tertutup. Sebaliknya jika arus basis nol, titik kerja transistor berada pada titik ( P ) dalam kondisi ini transistor berlaku sebagai saklar terbuka.

Gambar Titik Kerja Transistor

Karakteristik Kolektor Transistor

Gambar Kurva Karakteristik Kolektor Transistor

Kurva karakteristik kolektor merelasikan IC dan VCE dengan IB sebagai parameter. Parameter-parameter transistor tidaklah konstan, meskipun tipe sama namun parameter dapat berbeda. Kurva kolektor terbagi menjadi tiga daerah yaitu jenuh, aktif dan cut- off.

Daerah jenuh (saturasi) adalah daerah dengan VCE kurang dari tegangan lutut (knee) VK. Daerah jenuh terjadi bila sambungan emiter dan sambungan basis berprasikap maju. Pada daerah jenuh arus kolektor tidak bergantung pada nilai IB. Tegangan jenuh kolektor – emiter, VCE(sat) untuk transistor silikon adalah 0,2 volt sedangkan untuk transistor germanium adalah 0,1 volt.

Daerah aktif adalah antara tegangan lutut VK dan tegangan dadal (break down) VBR serta di atas IBICO. Daerah aktif terjadi bila sambungan emiter diberi prasikap maju dan sambungan kolektor diberi prasikap balik. Pada daerah aktif arus kolektor sebanding dengan arus balik. Penguatan sinyal masukan menjadi sinyal keluaran terjadi pada saat aktif.

Daerah cut-off (putus) terletak dibawah IB = ICO. Sambungan emiter dan sambungan kolektor berprasikap balik. Pada daerah ini IE = 0 ; IC = ICO = IB.

a.      Dioda

Karakteristik dioda adalah perilaku sebuah komponen dioda ketika dia dialiri arus listrik baik searah (DC) atau bolak-balik(AC). Secara dasar kita bisa memahami karakteristik dioda secara sederhana maupun secara detail. Karakteristik dioda yang paling dasar adalah ia akan menghantar jika dikerjakan secara maju (forward) dan akan menghambat jika dikerjakan secara terbalik (reverse).

Secara sederhana kita bisa mengamati karakteristik dioda ketika maju atau mundur dengan indikator on/off biasa. Kemudian lebih detail lagi kita bisa mengamati karakteristik dioda melalui grafik. Dengan grafik akan tampak beberapa area yang menunjukkan karakteristik dioda pada berbagai kondisi tegangan

Karakteristik dioda secara sederhana

Untuk memahami karakteristik dioda secara sederhana kita bisa menggunakan sebuah lampu indikator yang dihubungkan dengan power supply dengan perantaraan dioda. Karakteristik dioda akan terlihat melalui nyala lampu ketika dioda dikerjakan secara maju (forward) atau dikerjakan secara munduk (reverse).

Pada kondisi maju (forward), karakteristik dioda adalah menghantar atau mengalirkan arus. Ini tampak pada kondisi lampu yang menyala yang menandakan ada arus listrik yang masuk ke lampu. Pada kondisi sebaliknya ketika dioda dipasang secara mundur (reverse) karakteristik dioda adalah menghambat. Kondisi ini ditandai dengan lampu yang tidak menyala yang menandakan tidak ada arus listrik yang masuk ke lampu.

Karakteristik dioda secara lebih detail

Karakteristik dioda yang dijelaskan diatas hanya menunjukkan perilaku komponen dioda saat dipasang maju (forward) dan mundur (reverse). Untuk menjelaskan karakteristik dioda secara lebih detail dibutuhkan sebuah pengamatan dengan alat ukur seperti multimeter dan tidak hanya sekedar dengan nyala lampu. Untuk itu kita membutuhkan sebuah rangkaian untuk pengukuran seperti berikut ini.

Pengukuran dilakukan dengan memberi tegangan input pada kaki anoda dioda dan mengukur tegangan output pada kaki katoda dioda. Besarnya tegangan input bisa bervariasi mulai dari tegangan negatif dengan level tertentu sesuai dengan datasheet dioda sampai pada tegangan positif dengan level tertentu diatas tegangan forward dioda. Hasil pengukuran akan menunjukkan grafik fungsi tegangan terhadap arus seperti berikut ini.

Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Karakteristik dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat.

Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini karakteristik dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik. Area tegangan reverse adalah daerah pada level tegangan negatif (dibawah nol) dan diatas tegangan breakdown. Sedangkan area tegangan cut off adalah area diatas nol namun dibawah batas tegangan maju, misal untuk dioda silikon sebesar 0.7V dan untuk germanium sebesar 0.3V.

Area ketiga adalah area tegangan dengan level diatas tegangan forward. Pada area ini karakteristik dioda adalah menghantar. Ini seperti pada percobaan sederhana dengan lampu pada rangkaian diatas dimana terlihat lampu menyala karena ada arus yang mengalir.

A.    KOMPONEN PASIF

1.      Prinsip Kerja Komponen Pasif

Komponen yang tidak dapat menguatkan dan menyearahkan sinyal listrik serta tidak dapat mengubah suatu energi ke bentuk lainnya.

2.      Jenis-jenis Komponen Pasif  Beserta Gambarnya

a.      Resistor

Resistor adalah Komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Resistor biasa juga disebut dengan Tahanan atau biasa di singkat dengan huruf  “R”.

Gambar 1 Resistor

Resistor terbagi atas dua yaitu:

1.      Resistor Tetap

Resistor tetap (Fix Resistor) adalah resistor yang nilai hambatannya tidak dapat diatur (tetap), sedangkan resistor variabel adalah resistor yang nilai resistansinya dapat diatur.  Dari kedua jenis resistor ini memiliki beberapa varian lagi yang disesuaikan dengan tujuan atau fungsi penggunaannya.

• Resistor Kawat

Resistor i ni merupakan jenis resistor pertama yang lahir pada saat rangkaian elektronika masih menggunakan tabung hampa (vacuum tube). Bentuknya bervariasi dan memiliki ukuran yang cukup besar. Resistor kawat ini biasanya banyak dipergunakan dalam rangkaian power karena memiliki resistansi yang tinggi dan tahan terhadap panas yang tinggi. Jenis resistor kawat yang masih banyak dipakai sampai sekarang adalah jenis resistor dengan lilitan kawat yang dililitkan pada bahan keramik, kemudian dilapisi dengan bahan semen. Daya yang tersedia untuk resistor jenis kawat ini adalah dalam ukuran 1 watt, 2 watt, 5 watt, dan 10 watt. Bentuk fisik bisa dilihat pada gambar :

Gambar 2 Resistor Kawat

Next >>>