dasar elektronika

42
DASAR ELEKTRONIKA ATS AKADEMI TEKNIK SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI DASAR ELEKTRONIKA 1. PENDAHULUAN Rangkaian elektronika adalah suatu rangkaian yang dibentuk dari berbagai macam komponen elektronika yang dirangkai sedemikian rupa sehingga membentuk suatu sistem rangkaian elektronika yang terpadu. Dalam bidang elektronik, komponen elektronika dapat dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu : Komponen pasif dan, Komponen aktif 2. KOMPONEN PASIF Komponen pasif adalah komponen – komponen elektronika yang tidak menghasilkan energi listrik atau mengubah bentuk gelombang pada energi listrik seperti perubahan fasa / pembalikan fasa, penguatan dan lain – lain. Komponen elektronika yang termasuk dalam komponen pasif diantaranya adalah : Resistor atau tahanan / hambatan Kapasitor atau kondensator Induktor Saklar / switch Relay, dan lain-lain 2.1. Resistor Prepared by : Hamzah 1

Upload: sakti-arss

Post on 07-Dec-2014

83 views

Category:

Documents


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

DASAR ELEKTRONIKA

1. PENDAHULUAN

Rangkaian elektronika adalah suatu rangkaian yang dibentuk dari

berbagai macam komponen elektronika yang dirangkai sedemikian rupa

sehingga membentuk suatu sistem rangkaian elektronika yang terpadu.

Dalam bidang elektronik, komponen elektronika dapat dibagi

menjadi 2 kelompok, yaitu :

Komponen pasif dan,

Komponen aktif

2. KOMPONEN PASIF

Komponen pasif adalah komponen – komponen elektronika yang tidak

menghasilkan energi listrik atau mengubah bentuk gelombang pada energi

listrik seperti perubahan fasa / pembalikan fasa, penguatan dan lain – lain.

Komponen elektronika yang termasuk dalam komponen pasif

diantaranya adalah :

Resistor atau tahanan / hambatan

Kapasitor atau kondensator

Induktor

Saklar / switch

Relay, dan lain-lain

2.1. Resistor

Resistor biasa juga disebut sebagai hambatan, tahanan, pelawan,

werstand (Belanda) digunakan pada hampir semua rangkaian elektronika.

Fungsi resistor dalam suatu rangkaian elektronika dapat saja berbeda

misalnya sebagai penghambat arus listrik / memperkecil arus listrik atau

sebagai pembagi tegangan dan lain – lain.

Prepared by : Hamzah

1

Page 2: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Resistor dapat terbuat dari berbagai bahan antara lain dari batu

(resistor batu), karbon (resistor karbon), keramik (resistor keramik) dan

lain -lain.

Resistor biasa disingkat dengan notasi huruf R. Satuan yang dipakai

untuk menentukan besar kecilnya nilai suatu resistor adalah ohm yang

disingkat dengan huruf Yunani Omega (Ω). Nama ohm diberikan atas

penghargaan kepada yang menemukannya yaitu seorang bangsa Jerman

yang bernama George Simon Ohm (1787 – 1854).

Besar kecilnya nilai suatu resistor disebut resistansi. Untuk nilai

resistor yang besar biasa dipakai KΩ atau MΩ, dimana :

1 K Ω (Kilo ohm) = 1.000 ohm

1 M Ω (Mega ohm) = 1.000.000 ohm

Nilai resistansi dari resistor, ada yang dapat diatur dan ada yang

tetap sehingga berdasarkan hai ini resistor dapa dikelompokkan menjadi :

Resistor tetap (fixed resistor)

Resistor variable (variable resistor)

2.1.1. Resistor Tetap ( fixed resistor )

Resistor tetap (fixed resistor) adalah resistor yang nilai resistansinya

tetap dan tidak dapat diubah – ubah.

Simbol dari resistor tetap adalah :

atau

Nilai resistansi resistor tetap biasanya dicantumkan pada badannya

berupa angka atau biasa pula berupa kode warna. Adapun jenis – jenis warna

yang dipakai beserta maknanya diperlihatkan pada tabel 1 di bawah :

Warna Angka Tolenransi

Prepared by : Hamzah

2

Gambar 2.1 : Simbol resistor tetap

Page 3: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Hitam 0 -

Coklat 1 ± 1 %

Merah 2 ± 5 %

Orange (Jingga) 3 -

Kuning 4 -

Hijau 5 ± 0,5 %

Biru 6 -

Ungu (violet) 7 -

Abu – abu 8 -

Putih 9 ± 10 %

Emas - ± 15%

Perak - ± 1 0%

Tanpa Gelang - ± 20%

Tabel 1 : Kode warna resistor beserta maknanya

Sebagai contoh, suatu resistor dengan warna - warna yang

diperlihatkan pada badannya seperti pada gambar 2.2.

Gelang 1 : Hijau

Gelang 2 : Biru

Gelang 3 : Orange

Gelang 4 : Perak

Nilai resistansi resistor di atas adalah :

Gelang ke-1, hijau = 5 (angka pertama)

Gelang ke-2, biru = 6 (angka kedua)

Gelang ke-3, orange = 3 (banyaknya angka nol

Gelang ke-4, perak = ± 10 % (toleransi atau kelonggaran)

Jadi nilai resistansinya = 56000 ± 10 % Ω atau 56 ± 10 % KΩ

Prepared by : Hamzah

3

Gambar 2.2 . Resistor dengan kode warna pada badannya

Page 4: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Dengan toleransi 10%, resistor tersebut masih baik bila bernilai :

(56.000 – 5.600) s/d (56.000 + 5.600) = 50.400 Ω s/d 61.600 Ω

Kerusakan resistor dapat berupa :

Berubah harganya, (karena panas, umur dan sebagainya)

Putus. Berarti nilai tahanannya menjadi sangat besar atau bahkan tak

berhingga.

Bocor atau terhubung singkat, berarti harga tahanannya menjadi

sangat kecil atau bahkan nol.

Nilai tahanan / resistansi yang diproduksi oleh pabrik dan dijual

di pasaran sudah mempunyai nilai yang baku. Tabel 2 di bawah ini

memperlihatkan tabel harga – harga resistansi standar untuk toleransi ±5 %.

Ω Ω Ω KΩ KΩ KΩ MΩ MΩ

1,0 10 100 1,0 10 100 1,0 10

1,1 11 110 1,1 11 110 1,1

1,2 12 120 1,2 12 120 1,2

1,3 13 130 1,3 13 130 1,3

1,5 15 150 1,5 15 150 1,5

1,6 16 160 1,6 16 160 1,6

1,8 18 180 1,8 18 180 1,8

2,0 20 200 2,0 20 200 2,0

2,2 22 220 2,2 22 220 2,2

2,4 24 240 2,4 24 240 2,4

2,7 27 270 2,7 27 270 2,7

3,0 30 300 3,0 30 300 3,0

3,3 33 330 3,3 33 330 3,3

3,6 36 360 3,6 36 360 3,6

Ω Ω Ω KΩ KΩ KΩ MΩ MΩ

3,9 39 390 3,9 390 390 3,9

4,3 43 430 4,3 43 430 4,3

4,7 47 470 4,7 47 470 4,7

Prepared by : Hamzah

4

Page 5: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

5,1 51 510 5,1 51 510 5,1

5,6 56 560 5,6 56 560 5,6

6,2 62 620 6,2 62 620 6,2

6,8 68 680 6,8 68 680 6,8

7,5 75 750 7,5 75 750 7,5

8,2 82 820 8,2 82 820 8,2

9,1 91 910 9,1 91 910 9,1

Selain memiliki nilai resistansi, resistor juga mempunyai rating daya

(batas daya yang diperkenankan) yang harus diperhatikan dalam

penggunaannya. Rating daya ini ada yang dicantumkan pada badan resistor

dan ada yang tidak tercantum. Untuk resistor yang rating dayanya tidak

dicantumkan, kita dapat mengetahui dari ukuran sisiknya. Semakin besar

ukurannya maka rating dayanya semakin besar pula.

2.1.2. Resistor Variabel (variable resistor)

Resistor variabel atau resistor tidak tetap adalah resistor yang nilai

resistansinya dapat diubah – ubah sesuai dengan keperluannya. Perubahan

nilai resistor variabel dapat dilakukan dengan memutar atau menggeser

pengaturnya.

Perubahan nilai resistansi resistor variabel dapat dilakukan secara

manual, ataupun melalui besaran – besaran fisika lain seperti cahaya, suhu,

dan lain – lain.

Untuk pengaturan secara manual dikenal dua jenis resistor, yaitu :

Potensiometer

Trimpot

Simbol resistor variabel :

Prepared by : Hamzah

5

Page 6: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

atau a. Potensimeter

atau b. Trimpot

a) Potensiometer.

Simbol potensimeter diperlihatkan pada gambar 2.3.a di atas.

Potensiometer pada umumnya terbuat dari bahan kawat atau carbon (arang).

Potensiometer yang terbuat dari bahan kawat memiliki ukuran sisik dan daya

yag besar dibanding dengan potensiometer yang terbuat dari material

carbon.

Pengaturan nilai resistansi potensiometer dapat bersifat logaritmis

atau linier. Untik petensiometer logaritmis, pada badannya terdapat kode A

sedangkan pada potensiometer linier terdapat kode B pada badannya. Yang

dimaksud dengan potensiometer linier adalah porensiometer yang

perubahan nilai tahananya sebanding dengan putaran pengaturannya,

sedangkan potensiometer logaritmis adalah porensiometer yang perubahan

nilali tahanannya berdasarkan perhitungan logaritma.

Selain kode huruf A dan B, pada badan potensiometer juga terdapat

nilai resistansi maksimal potensiometer. Sebagai contoh, pada badan suau

potensiometer terdapat tulisan A dan 10K, hal ini berarti :

Pengaturan nilai resistansi potensiometer bersifat logaritmik dengan

putaran pengaturannya.

Potensiometer tersebut dapat diatur untuk interval nilai resistansi

0 s/d 10 KΩ.

Terdapat tiga jenis potensiometer yang sering dipakai dalam

peralatan elektronika / peralatan listrik yaitu :

Prepared by : Hamzah

6

Gambar 2.3. Simbol resistor variabel

Page 7: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Potensiometer yang dilengkapi denagn saklar. Saklar pada

potensiometer ini sering berfungsi sebagai saklar on – off, biasanya

terdapat pada peralatan elektronika seperti radio portable atau pada

peralatan listrik seperti AC (air conditioning).

Potensiometer yang tidak dilengkapi dengan saklar. Potensiometer

jenis ini sering digunakan sebagai pengatur nada (tone control) pada

amplifier seperti pengatur nada tinggi (treble), pengatur nada rendah

(bass) dan lain – lain.

Petensiometer ganda atau potensiometer stereo. Potensiometer ini

terdiri dari dua buah potensiometer yang dihubungkan sedemikian

rupa sehinga berada dalam satu poros. Potensiometer jenis ini

biasanya digunakan dalam rangkaian – rangkaian stereo.

Potensiometer geser. Pengaturan resistansi untuk ketiga jenis

potensiometer di atas dilakukan dengan memutar pengatur yang

terdapat pada potensiometer tersebut. Pada potensiometer geser,

pengaturan nilai resistansi dilakukan dengan menggeser tangkai

pengatur yang terdapat di atas badannya. Potensiometer geser sering

digunakan dalam rangkaian equalizer untuk mengatur tinggi rendahya

nada.

Kerusakan yang sering terjadi pada potensiometer adalah :

Untuk potensiometer yang terbuat dari material kawat, kerusakan

biasanya terjadi pada putusnya kawat yang melilit badan

potensiometer.

Untuk potensiometer yang terbuat dari material cabon (arang),

biasanya terjadi keausan pada carbonnya sehingga nilai resistansinya

tidak dapat diatur. Kerusakan biasa pula terjadi pada poros pengatur

yang keras bila diputar. Hal ini disebabkan adanya kotoran pada bagian

dalam potensiometer.

b) Trimpot

Prepared by : Hamzah

7

Page 8: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Trimpot atau trimmer potensiometerr adalah salah satu jenis resistor

variabel yang nilai resistansinya dapat pula diatur seperti halnya

potensiometer. Yang membedakan adalah :

Pada potensiometer pengaturan nilai resistansi dilakukan dengan

memutar (menggunakan tangan) poros pengaturnya, sedangkan pada

trimpot nilai resistansi diatur dengan memutar (menggunakan obeng

trim) lubang pengaturnya.

Bentuk fisik trimpot lebih kecil dibandingkan potensiometer.

Trimpot digunakan pada rangkaian dengan daya – daya kecil,

sedangkan potensiometer utnuk daya – daya besar.

Harga potensiometer lebih mahal disbanding trimpot.

Simbol trimpot diperlihatkan pada gambar 3.b . seperti halnya dengan

potensiometer, trimpot juga diberi kode huruf A atau B pada badannya

untuk menunjukkan jenis logaritmis atau linier.

2.2. Kapasitor

Kapasitor atau kondensator termasuk salah satu komponen pasif yang

banyak dipakai dalam rangkaian elektronika. Suatu kondensator terdiri dari

dua lempengan penghantar yang saling tersekat oleh bahan isolasi. Bahan

isolasi diantara kedua lempengan penghantar tersebut disebut dielektrikum

atau dielektrika.

Terdapat beberapa jenis kondensator menurut bahan

dielektrikumnya, bila dielektrikumnya dari bahan keramik maka disebut

Prepared by : Hamzah

8

Gbr. 2.4. Kondensator terdiri dari dua lempengan penghantar yang saling tersekat.

Page 9: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

kondensator keramik begitupula bila dielektrikumnya dari bahan kertas

maka disebut kondensator kertas, dan seterusnya.

Kondensator mempunyai sifat menyimpan muatan – muatan listrik.

Kemampuan menyimpan berapa banyak muatan listrik ini disebut kapasitas

kondensator atau kapasitansi. Satuan kapasitansi adalah Farad (F),

kondensator biasa disingkat dengan notasi huruf C.

Apabila padda lempengan – lempengan kondensator deeri tegangan 1

volt sehingga mampu menyimpan muatan listrik sebesar 1 coulomb maka

kapasitansinya adalah 1 Farad.

Dalam kenyataannya, satuan farad untuk kapasitansi kondensator

sangat besar, untuk itu dipakailah satuan – satuan pecahannya, yaitu :

1 µF (Mikro farad) = 10-6 F

1 nF (Nano farad) = 10-9 F

1 pF (Piko farad) = 10-12 F

Harga kapasitansi suatu kondensator tertera pada badannya dengan

angka – angka atau kode warna. Warna – warna yang dipakai sama seperti

yang dipakai dalam kode warna resistor, hanya pada kondensator ada

tambahan kode warna untuk menyatakan tegangan kerja maximum atau

Working Voltage (WV).

Pemberian kode warna pada kondensator dapat dilihat pada tabel 3

di bawah :

Warna Angka Toleransi Tegangan Kerja

Hitam 0 ±20 % -

Coklat 1 ±1 % 100 V

Merah 2 ±2 % 250 V

Orange 3 ±2,5 % -

Kuning 4 ±5 % 400 V

Hijau 5 - -

Biru 6 - 630 V

Ungu 7 - -

Prepared by : Hamzah

9

Page 10: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Abu – abu 8 - -

Putih 9 ±10 % -

Berikut ini diberikan beberapa contoh cara membaca nilai kapasitansi

dari beberapa jenis kondensator :

Pada sebuah kondensator polyester tercantum kode warna sebagai

berikut : coklat, Hijau, Orange, Putih, Merah. Maka nilai kapasitansi

kondensator tersebut adalah :

Warna ke-1 : Coklat = 1 (angka pertama)

Warna ke-2 : Hijau = 5 (angka kedua)

Warna ke-3 : Orange = 3 (banyaknya angka nol)

Warna ke-4 : Putih = ±10 % (toleransi)

Warna ke-5 : Merah = 250 V (tegangan kerja)

Jadi nilai kapasitansi kondensator tersebut adalah 15.000 pF atau 15 nF

dengan toleransi ±10 % dan tegangan kerja maximum 250 Volt.

Pada sebuah kondensator keramik tertera tulisan angka 102, arti kode

angka tersebut adalah :

Angka pertama : 1

Angka kedua : 0

Angka ketiga : 2 (banyaknya angka nol)

Jadi kepasitansi kondensator tersebut adalah 1000 pF atau 1 nF.

Pada badan suatu kondensator keramik tertera tulisan 0,001, hal in

berarti bahwa nilai kapasitansi kondensator tersebut adalah 0,001 µF

atau 1 nF.

Pada badan suatu kondensator elektrolit (elco) terdapat tulisan 47 µF, 16

V, hal ini berarti bahwa nilai kapasitansi kondensator tersebut adalah

47 µF dan tegangan kerja maximumnya 16 Volt.

Sama halnya dengan resistor, pada kondensator juga terdapat jenis

kondensator yang dapat diubah – ubah nilai kapasitansinya. Kondensator

semacam ini disebut kondensator variabel atau variable condensator (Varco).

Prepared by : Hamzah

10

Page 11: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Kondensator jenis ini biasa digunakan pada pesawat penerima radio untuk

mengubah – ubah frekwensi penerima radio guna mencari frekwensi

pemancar radio.

Faktor - faktor yang menentukan nilai kapasitansi kondensator adalah

:

Luas lempengan / keeping penghantar

Tebal dielektrika atau jarak antara lempengan penghantar

Jenis dielektrika yang dipakai

Dalam bentuk rumus :

, dimana :

C = Kapasitansi Kondensator ( F )

Ε = Konstanta dielektrika ( F/m )

A = Luas lempengan penghantar ( m2 )

D = Jarak antara lempengan penghantar ( m )

Nilai kapasitansi kondensator yang diproduksi oleh pabrik dan dijual di

pasaran sudah mempunyai nilai yang baku / standart. Tabel 4 di bawah ini

memperlihatkan nlai – nilai kapasitansi standart yang beredar di pasaran.

pF µF µF µF µF

10 0,001 0,1 10 1000

12 0,0012 - - -

13 0,0013 - - -

15 0,0015 0,15 15 -

18 0,0018 - - -

20 0,002 - - -

22 0,0022 0,22 22 2200

24 - - - -

27 - - - -

30 - - - -

33 0,0033 0,33 33 3300

Prepared by : Hamzah

11

Page 12: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

36 - - - -

43 - - - -

47 0,0047 0,47 47 4700

51 - - - -

56 - - - -

62 - - - -

68 0,0068 0,68 68 6800

75 - - - -

82 - - - -

100 0,01 1,0 100 10000

110 - - - -

120 - - - -

130 - - - -

150 0,015 1,5 - -

Simbol kapasitor diperlihatkan pada gambar 5 di bawah :

2.2.1. Kondensator pada rangkaian DC

Perhatikan gambar rankaian RC seri di bawah ini :

Pada saat saklar S ditutup, akan mengalir arus pada rangkaian . arus ini

akan menuati kondensator sehingga disebut arus pemuatan. Arus

Prepared by : Hamzah

12

Gambar. 2.6. Rangkaian RC seri di hubungkan dengan sumber tegangan DC.

Gambar. 2.5. Simbol Kapasitora. Kapasitor Non Polarb. Kapasitor Bipolar (Elco)c. Variable Kapasitor

(Varco)

Page 13: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

pemuatan hanya mengalir sebentar, sehingga kondensator sudah

termuati.

Pada kejadian ini terlihat bahwa arus terlebih dahulu mengalir mengisi

kondensator hingga penuh. Dengan kondensator yang sudah penuh oleh

muatan listrik, tegangan pada kondensator menjadi maximum

atau VC = E. Kejadian ini disebut arus mendahului tegangan atau

tegangan tertinggal oleh arus.

Setelah pemuatan kondensator, tidak ada lagi arus yang mengalir

sehingga : I = 0, VR = 0, VC = ε

Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa :

Kondensator menghambat jalannya arus listrik.

Kondensator memblokir tegangan searah.

Bagi arus searah, kondensator merupakan hambatan yang nilainya

sangat tinggi.

Pada kapasitor, tegangan tertinggal oleh arus atau arus mendahului

tegangan.

Perhatikan gambar rangkaian di bawah ini :

Pada saat saklar S1 ditutup dan S2 terbuka, kondensator C dimuati oleh

sumber tegangan ε. Hal ini berarti pada saat tersebut mengalir arus

pemuatan dari sumber tegangan ε menuju kondensator C.

Setelah kondensator C penuh oleh muatan listrik, arus pemuatan tidak

mengalir lagi.

Dalam kondisi kondensator penuh oleh muatan listrik, saklar S1 dibuka

dan S2 ditutup, akan mengalir arus pada resistor R. arus ini berasal dari

Prepared by : Hamzah

13

Gambar 2.7. RC paralel di hubungkan dengan sumber tegangan DC, E.

Page 14: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

kondensator C yang membuang muatannya. Arus ini disebut arus buang

muatan atau arus pembuangan. Pada kondisi ini, muatan listrik pada

kondensator akan berangsur – angsur menipis hingga akhirnya habis.

Dengan nilai R dan C yang sama, waktu yang dibutuhkan untuk

pemuatan dan pembuangan muatan listrik adalah sama besar.

2.2.2. Kondensator pada rangkaian AC

Perhatikan gambar rangkaian di bawah ini :

Mula – mula terminal atas sumber tegangan berpotensial positif (terminal

bawah negatif), arus pemuatan akan mengalir. Pada kondisi ini, keeping

atas kondensator bermuatan positif, koping bawah bermuatan negative.

Pada kondisi berikutnya, terminal atas sumber tegangan berpotensial

negative (terminal bawah positif). Dengan demikian keping atas

kondensator bermuatan negative, keeping bwah positif. Arus pemuatan

mengalir berlawanan arah dengan kondisi sebelumnya.

Kedua kejadian di atas berlangsung terus menerus dan menimbulkan

kesan, seakan – akan ada arus yang mengalir terus menerus. Kejadian

sebenarnya adalah arus pemuatan yang berbolak –balik arah. Walaupun

demikian kita katakana bahwa kondensator mgnalirkan arus bolak – balik.

Perlu diperhatikan untuk tidak memasang kondensator elektrolit pada

rangkaian yang hanya mengandung arus bolak –balik saja. Sebab akan

ada saat – saat dimana terminal – terminal kondensator dikenai polaritas

yang tidak benar.

Dari uraian di atas, dapat ditarik kesimpulan bahwa kondensator yang

dihubungkan dengan tegangan bolak – balik akan mengalirkan arus. Besanya

arus yang mengalir dapat dihitung menurut persamaan :

Prepared by : Hamzah

14

Gambar 2.8. Kondensator C di hubungkan dengan sumber tegangan AC.

Page 15: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Reaktansi kapasitif kondensator merupakan hambatan kondensator

bagi arus bolak – balik, diberi notasi Xc. Jadi rumus di atas dapat ditulis :

Sedangkan besarnya Xc diperoleh dari persamaan :

Dimana :

Π = 3,14

F = Frekuensi ( Hz )

C = Kapasitansi ( F )

Kerusakan yang sering terjadi pada kondensator :

-Bocor ( terhubung singkat )

-Putus ( kondensator kering )

2.3. Kumparan / Induktor

Induktor atau induktansi adalah suatu elemen pasif dari rangkaian

listrik yang berupa kawat dari suatu kumparan yang dapat menyimpan

energi listrik selama beberapa periode dan melepaskannya selama periode

lainnya, sehingga daya rata – ratanya menjadi nol.

Besarnya induktansi dinyatakan sebagai :

Dimana :

L = induktansi ( henry )

Φ = fluks magnet (weber )

N = jumlah lilitan

i = arus pada induktor ( ampere ).

Prepared by : Hamzah

15

Page 16: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

atau

Gbr. 2.9. Simbol Induktor

Sama halnya dengan resistor, induktor dapat juga dihubung seri,

paralel maupun seri – paralel. Besarnya induktansi total dalam suatu

rangkaian dapat dihitung dengan metode yang sama dengan menghitung

besarnya tahanan total.

Simbol induktor diperlihatkatkan pada gambar 5 di bawah :

3. KOMPONEN AKTIF

Yang dimaksud dengan komponen aktif dalam bidang elektronika

adalah komponen – komponen elektronika yang menghasilkan energi listrik

atau dapat juga berupa komponen elektronika yang mengatur aliran listrik

seperti perubahan bentuk gelombang, pembalikan fasa, penguatan,

pengolahan data dll.

Komponen elektronika yang termasuk komponen aktif diantaranya

adalah :

Sumber tegangan misalnya battery, accu, dll.

Dioda

Transistor

Thyristor

Triac

Diac

Integrated circuit

Dan lain – lain.

Sebagian besar komponen aktif dalam bidang elektronika terbuat dari

bahan semikonduktor, yaitu silikon & germanium. Pada tulisan ini hanya

akan diuraikan komponen aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor

tersebut.

3.1. Dioda

Prepared by : Hamzah

16

Page 17: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Dioda adalah sebuah kata majemuk yang berarti dua elektroda

dimana “ di “ berarti dua dan “ oda “ berasal dari kata elektroda. Jadi dioda

adalah komponen semikonduktor yang terdiri dari dua elektroda anoda dan

katoda.

Anoda bersifat positif ( kekurangan elektron ) sedangkan katoda

bersifat negatif ( kelebihan elektron ).

Simbol dioda diperlihatkan pada gambar 3.1 di bawah. :

Pada umumnya, katoda diberi tanda berupa bintik / titik atau gelang.

Untuk dioda dengan daya besar, katoda biasanya berulir. Dioda terbuat dari

bahan semikonduktor silikon atau germanium.

3.1.1. Pemberian tegangan pada dioda.

a. Forward Bias.

Gambar 3.2. memperlihatkan suatu dioda yang dihubungkan pada

sumber tegangan DC. Pada gambar tersebut, katoda dihubungkan dengan

kutub negative sumber tegangan sedangkan anoda dihubungkan dengan

kutub positif melalui hambatan R. Pada hubungan ini arus listrik akan

mengalir melalui dioda dan hambatan R. Hubungan ini disebut Forwart bias

atau panjar maju.

Prepared by : Hamzah

17

Gbr. 3.1. Simbol dioda, menyerupai anak panah yang menunjukkan bahwa arus hanya mengalir dari arah anoda ke katoda

Gbr. 3.2. Dioda diberi forward bias (panjar maju). Arus I mengalir dalam rangkaian, dioda ibarat saklar yang tertutup bila diberi forward bias.

+

-R

DI

Vs

Page 18: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Pada gambar diatas, terdapat tegangan pada dioda ( Vd ) sebesar 0,6

s/d 0,7 volt untuk dioda silikon atau 0,2 s/d 0,3 volt untuk dioda germanium,

tegangan ini disebut tegangan lutut atau tegangan offset. Sedangkan

tegangan pada hambatan R ( VR ) sebesar VR = Vs – Vd. Dengan demikian,

dapat diketahui besarnya arus listrik yang mengalir pada rangkaian yaitu :

Contoh soal :

Hitung arus listrik I yang mengalir pada

rangkaian, jika :

Vs = 12 volt dan R = 1 kΩ

Jenis dioda adalah silikon.

Jawab :

Arus listrik yang mengalir pada rangkaian :

b. Reverse bias

Selain pemberian tegangan dengan cara forward bias, dikenal pula

pemberian tegangan dengan cara reverse bias ( panjar mundur ). Pemberian

tegangan dengan cara ini dilakukan dengan menghubungkan anoda dengan

kutub negatif sumber tegangan dengan katoda kutub positif, seperti

diperlihatkan pada gambar 3.3. di bawah.

Pada pemberian tegangan dengan cara reverse bias, hanya ada arus

listrik yang sangat kecil mengalir pada rangkaian. Arus ini adalah arus

bocoran, karena nilainya yang sangat kecil maka diabaikan saja dan

Prepared by : Hamzah

18

+

-R

DI

Vs

+

-R

D

Gbr. 3.3. Dioda diberi reverse bias (panjar mundur). Tidak ada arus listrik yang mengalir pada rangkaian. Dioda ibarat saklar yang terbuka bila diberi reverse bias.

Page 19: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

dianggap tidak ada arus listrik yang mengalir. Karena tidak ada arus listrik

yang mengalir pada rangkaian, maka :

Tegangan pada hambatan R, VR = 0

Tegangan pada dioda D, VD = 0

3.1.2. Karakteristik Dioda.

Gambar 3.4. memperlihatkan kurva dioda. Kurva semacam ini

disertakan oleh pabrik bersamaan type dioda yang diproduksinya.

Dari gambar di atas terlihat bahwa :

Pada daerah forward ( dioda diberi forward bias ) arus listrik akan

membesar secara drastis pada saat tegangan melampaui tegangan

offset. Tegangan offset untuk dioda silikon sebesar 0,6 V s/d 0,7 V,

sedangkan untuk dioda germanium sebesar 0,2 s/d 0,3 Volt. Untuk

tulisan selanjutnya kita tetapkan tegangan offset untuk dioda silikon

adalah 0,7 Volt sedangkan untuk dioda germanium sebesar 0,3 Volt.

Prepared by : Hamzah

19

V

I

Daerah forward

Daerah Reverse

Tegangan Offset

Arus Bocor-BV

Breakdown Voltage

Gbr. 3.1. Kurva Dioda

Page 20: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Pada daerah reverse ( dioda diberi forward bias ) arus listrik yang

mengalir sangat kecil, arus ini disebut arus bocor. Bila tegangan

dinaikkan terus hingga melampaui tegangan Breakdown ( BV ), maka

arus listrik akan mengalir secara drastis. Pada keadaan ini dioda sudah

mengalami kerusakan. Kerusakan tersebut terjadi karena dioda diberi

tegangan melampaui tegangan breakdownnya.

Selain kurva dioda, pabrik pembuat juga mencantumkan nilai batas

daya dioda atau arus maksimum yang dapat dilewati dioda.

Sebagai contoh : dioda dengan type 1N914 mempunyai batas daya

maksimum 250 mw ; pada dioda dengan type 1N4003 mempunyai arus

forward dc maksimum 1A. Jadi dioda 1N914 akan rusak bila daya yang

dikenakan padanya melebihi 250 mw, demikian pula pada dioda 1N4003

bila diberi arus melewati 1A akan merusak dioda tersebut.

3.1.3. Tahanan pembatas arus

Perhatikan gambar 3.5. dibawah, tahanan Rs pada gambar tersebut

disebut tahanan pembatas arus yang berfungsi untuk membatasi arus listrik

yang mengalir pada dioda.

Pemilihan nilai Rs didasarkan pada nilai batas arus forward

maksimum dari dioda.

3.1.4. Garis Beban

Garis beban digunakan untuk mennentukan nilai arus dan tegangan

yang bekerja pada dioda.

Pada gambar 3.5. Vs adalah sumber tegangan de variable. Dengan

memperhatikan gambar 3.5 , diperoleh arus yang mengalir pada rangkaian,

sebesar :

Prepared by : Hamzah

20

Gbr. 3.1. Tahanan Pembatas Arus dihubungkan seri dengan dioda

Page 21: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Dengan Vs dan Rs di ketahui, terlihat bahwa persamaan diatas

merupakan persamaan linier / persamaan garis lurus. Bila persamaan ini di

gambar, akan diperoleh sebuah garis lurus. Garis lurus tersebut digambar

pada kurva karakteristik dioda, sehingga antara garis lurus dengan kurva

karakteristik dioda berpotongan. Titik potong ini disebut titik kerja atau titik

operasi yang biasa diberi notasi Q.

Sebagai contoh, bila tegangan sumber Vs sebesar 2 Volt dan tahanan

pembatas arus Rs = 200 Ω, maka arus listrik yang mengalir pada rangkaian,

sebesar :

Untuk menggambar persamaan tersebut, langkah – langkahnya

adalah sebagai berikut :

Misalkan Vd = 0, maka : i = 0,01 A = 10 mA

Diperoleh titik ( 0 , 10 ) pada sumber simetri VD versus I.

Misalkan I = 0, maka : VD = 2 volt

Diperoleh titik ( 2 , 0 ) pada sumbu simetri Vd versus I.

Perpotongn garis lurus dan kurva karakteristik dioda dari hasil

perhitungan di atas dapat dilihat pada gambar 3.6. berikut :

.

Prepared by : Hamzah

21

Page 22: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Dari gambar di atas terlihat bahwa arus yang mengalir pada dioda

sebesar 6,5 mA dan tegangannya 0,7 volt.

Latihan soal :

1. Hitung arus listrik yang mengalir pada

rangkaian samping, bila :

R = 1 kΩ, Vs = 12 volt

Jenis dioda adalah silikon.

2.

Pada gambar di samping :

Vs = 100 volt

R1 = 5 kΩ

R2 = 20 kΩ

R3 = 10 kΩ

Jenis dioda yang dipakai adalah silikon dan dapat berupa dari type dioda

pada table berikut.

Type dioda BV Imax

1N914 75 V 200 mA

1N4001 50 V 1 A

1N1185 120 V 35 A

Tabel di atas menunjukkan type dari beberapa dioda dengan tegangan

break downnya dan nilai batas arusnya.

a. Hitung arus yang mengalir pada dioda.

Dioda mana yang tidak dapat di pakai ?

b. Bila dioda dibalik, dioda mana yang tidak dapat dipakai ?

Prepared by : Hamzah

22

Gbr. 3.6. Garis beban memotong kurva dioda. Titik potong tesebut adalah titik kerja.

Page 23: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

3.2. Transistor

Nama transistor berasal dari kata transfer dan resistor. Sama halnya

dengan komponen semikonduktor lainnya transistor juga dibuat dari bahan

germanium dan silikon. Dalam bidang elektronika komponen transistor

banyak sekali macam ragamnya, antara lain Transistor Efek Medan ( Field

Effect Transistor, FET ), Uni Junction Transistor ( UJT ), Metal Oxide

Semiconduktor Field Effect Transistor ( MOSFET ), Bipolar Junction Transistor

( BJT ), dan lain – lain. Pada tulisan ini hanya dibahas transistor yang paling

umum digunakan dalam bidang elektronika yaitu Bipolar – Junction

Transistor ( BJT ) atau disebut transistor sambungan – bipolar atau

transistor pertemuan. Untuk tulisan selanjutnya bila terdapat kata transistor

maka yang dimaksud adalah transistor pertemuan atau transistor bipolar.

Dalam operasinya penggunaan transistor kebanyakan diterapkan

sebagai penguat, saklar elektronik dan lain – lain.

Transistor bipolar memiliki 3 buah terminal atau kaki, yaitu :

Kaki emitor diberi notasi e

Kaki basis diberi notasi b

Kaki kolektor diberi notasi k atau c

3.2.1. Jenis Transistor

Dalam bidang elektronika dikenal 2 macam jenis transistor, yaitu :

Transistor PNP ( Positif Negatif Positif )

Transistor NPN ( Negatif Positif Negatif )

Simbol transistor diperlihatkan pada gambar 3.7. di bawah :

Prepared by : Hamzah

23

Gbr. 3.7. Lambang/symbol transistor :

a. NPNb. PNP

Page 24: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

_

_

+

+

_

+

+

_

++

+

_

__

__

_

++

+

(b)(a)

_

_

+

+

_

_

+

+

VC

VC

VEVE

IC

IE

IC

IB

IE

IB

(b)(a)

3.2.2. Membias transistor ( cara memberi tegangan / panjaran

kepada elektroda – elektroda transistor ).

Sebelum transistor dioperasikan untuk sesuatu fungsi , maka terlebih

dahulu elektroda – elektrodanya harus diberi potensial panjaran ( dibias ).

Cara memberi tegangan / potensial pada transistor diperlihatkan pada

gambar 3.8 di bawah :

Pada gambar di atas terlihat bahwa :

Dioda basis – emitor diberi panjar maju

Dioda basis – kolektor diberi panjar terbalik .

Hal ini berarti :

Pada transistor PNP :

Basis adalah negatif terhadap emitor atau basis lebih negatif dari

emitor.

Basis adalah positif terhadap koleketor atau basis lebih positif dari

kolektor.

Pada transistor NPN :

Basis adalah positif terhadap emitor atau basis lebih positif dari

emitor.

Basis adalah negatif terhadap koleketor atau basis lebih negatif

dari kolektor.

Bila elektroda – elektroda transistor sudah diberi panjaran menurut

aturan di atas, maka akan mengalir arus listrik pada rangkaian dengan arah

seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.9 di bawah :

Prepared by : Hamzah

24

Gbr. 3.8. Cara membias transistor :

c. Untuk transistor PNPd. Untuk transistor NPN

Page 25: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Dari gambar di atas terlihat bahwa :

Arus listrik sebagian besar dibangkitkan oleh battery VE yaitu battery

yang memberi panjaran maju kepada dioda basis – emitor.

Sebagian besar arus listrik yang dibangkitkan oleh battery VE mengalir ke

kolektor ( Ic ) lalu kembali ke battery VE lewat battery VC.

Sebagian lagi dari arus tersebut mengalir ke basis dan kembali ke

battery VE.

Dengan menganggap transistor adalah suatu titik simpul pada gambar di

atas dan dengan menggunakan hukum arus Kirchhoff di peroleh : IC

= IE + IB.

Dalam kenyataannya arus IB kecil sekali sehingga dianggap : IC ≈ IE.

Dengan mengalirnya arus listrik pada rangkaian seperti yang diuraikan di

atas maka dikatakan transistor menghantar.

Selain pemberian panjaran transistor seperti yang diuraikan di atas,

dapat pula dilakukan pemberian panjaran seperti pada gambar 3.10 di

bawah :

Pada gambar di atas terlihat bahwa :

Prepared by : Hamzah

25

Gbr. 3.9. Arah arus listrik saat transistor dibias (diberi panjaran) :

e. Untuk transistor PNPf. Untuk transistor NPN

_

+

_

+VB

VCC

IB

IC

IE

Gbr. 3.10. Cara lain pemberian panjaran kepada transistor

Page 26: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Jenis transistor adalah PNP maka basis harus lebih negatif terhadap

emitor hal ini dipenuhi oleh battery VB, demikian pula kolektor lebih

negatif terhadap basis ( Tegangan VCC lebih besar dari tegangan VB ).

Kuat arus IC ditentukan oleh kuat arus IB, makin besar IB makin besar pula

IC. Karena IB ditentukan oleh VB maka dapat dikatakan semakin besar VB

semakin besar pula IC.

Dari uraian tentang cara pemberian panjar ( pembiasan ) transistor di

atas, maka dapat disimpulkan bahwa syarat yang harus dipenuhi untuk

mengoperasikan transistor adalah :

Dioda emitor harus di bias maju

Dioda kolektor harus di bias balik.

3.2.3. Karakteristik Transistor

Salah satu cara untuk membayangkan bagaimana sebuah transistor

bekerja yaitu dengan membuat grafik yang menghubungkan arus dan

tegangan transistor. Grafik ini biasanya sudah dikeluarkan oleh pabrik

pembuat transistor yang dikenal sebagai kurva V – I transistor. Dibandingkan

dengan kurva V – I dioda, kurva V – I transistor lebih rumit karena adanya

pengaruh dari arus basis yang harus di masukkan dalam kurva.

Gambar 3.11 di bawah memperlihatkan rangkaian dasar untuk

melihat / mempelajari karakteristik transistor dimana tegangan VB diubah –

ubah untuk mengubah arus basis IB.

Prinsip kerja rangkaian di atas :

Kalau tegangan VBE = 0, maka IB = , IC = 0. kondisi ini disebut transistor

menyumbat. Tegangan VBE dapat diatur dengan mengatur sumber

Prepared by : Hamzah

26

VCC

VB

RC

_

+

_

+

IB

IE

IC Gbr. 3.11. Rangkaian dasar guna mempelajari karakterisitik transistor. Tegangan VB diubah-ubah untuk mengubah IB.

Page 27: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

tegangan VB. Sumber tegangan VB memberi panjaran maju kepada dioda

basis emitor.

Kalau VBE dinaikkan dengan mengatur VB maka akan mengalir arus IB dan

arus kolektor IC. Kondisi ini disebut transistor menghantar.

Semakin besar VBE maka arus basis IB juga semakin besar demikian pula

dengan arus kolektor IC. Jadi kenaikan IB menyebabkan kenaikan IC.

Perbandingan antara arus kolektor IC dengan arus basis IB disebut

penguatan arus dc atau βdc atau hFE.

Dalam keadaan transistor menghantar pada gambar 3.11 berlaku

persamaan : VCC = IC . RC + VCE.

Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa transistor merupakan

hambatan yang harganya tidak tetap melainkan dapat berubah - ubah.

Semakin besar arus kolektor maka transistor dapat dianggap sebagai

hambatan yang nilainya kecil, demikian sebaliknya ( sifat setengah

penghantar ).

a. Kurva Kolektor

Kurva kolektor adalah kurva yang menunjukkan hubungan antara

arus kolektor IC dengan tegangan kolektor – emitor dimana arus basis IB

dibuat konstan dan tegangan VCC diubah- ubah .

Kurva kolektor juga dikeluarkan oleh pabrik pembuat transistor

bersamaan dengan transistor yang diproduksinya ( akan tetapi tidak semua

transistor mempunyai kurva ini namun kita juga dapat membuat kurva

tersebut dengan menggunakan rangkaian seperti pada gambar 3.12

berikut :

Prepared by : Hamzah

27

Gbr. 3.12. Rangkaian dasar guna mempelajari karakterisitik transistor. Tegangan VB diubah-ubah untuk mengubah IB.

Page 28: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Untuk membuat kurva kolektor, langkah kerja yang harus dilakukan

adalah sebagai berikut :

1. Tetapkan nilai arus basis, misalnya 10 µA.

2. Atur tegangan VCC hingga VCC = 0 . kemudian ukur arus kolektor IC.

3. Naikkan tegangan VCC hingga VCE = 0,5 Volt, ukur kembali arus IC.

4. Lakukan langkah 3 untuk setiap kenaikan VCE sebesar 0,5 Volt atau

interval tegangan tertentu. Jangan melampaui tegangan break down

transistor.

5. Ambil data sebanyak 8 s/d 10 kali kemudian gambar hasilnya.

6. Ulangi langkah 1 s/d 5 untuk IB = 20 µA, 30 µA, & 50 µA.

Dengan melakukan percobaan di atas akan diperoleh kurva kolektor

seperti pada gambar 3.13 berikut :

Kurva tersebut di atas menjelaskan tentang kerja transistor . Jika

VCE = 0 dioda kolektor tidak terbias balik, arus yang mengalir pada kolektor

sangat kecil sehingga dapat diabaian. Untuk VCE antara 0 s/d IV arus kolektor

naik dengan cepat dan kemudian menjadi hampir konstan. Pertambahan

tegangan VCE tidak membuat arus kolektor IC berubah, hingga pada suatu

Prepared by : Hamzah

28

Gbr. 3.13. Kurva kolektor untuk beberapa nilai arus basis.

Page 29: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

VCE

IC

Knee Voltage

Saturasi

Aktif

Breakdown

nilai tegangan VCE membuat arus kolektor IC melonjak menjadi besar secara

tiba – tiba. Nilai tegangan ini disebut tegangan breakdown. Bila suatu

transistor sudah dikenai tegangan breakdownnya maka transistor tersebut

sudah rusak.

Pada gambar 3.13 juga terlihat bahwa tegangan breakdown menjadi

lebih kecil pada arus basis yang besar.

Bentuk kurva kolektor untuk semua type transistor adalah sama

hanya nilai – nilainya yang berbeda seperti tegangan breakdown, Knee

Voltage, arus kolektor dan lain – lain.

b. Tegangan Saturasi Kolektor

Pada dasarnya kurva kolektor dibagi menjadi 3 daerah yaitu : daerah

saturasi, aktif & breakdown, seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.14. di

bawah :

Bagian awal dari kurva disebut daerah saturasi yang terletak pada

titik pusat & knee dari kurva. Bagian yang datar dari kurva disebut daerah

aktif. Pada daerah ini transistor akan beraplikasi jika diinginkan bekerja

sebagai pengendali sumber arus. Bagian akhir dari kurva disebut daerah

breakdown yang selalu dihindari dalam bekerjanya suatu transistor karena

akan merusak transistor tersebut.

Pada daerah saturasi, transistor bertingkah sebagai hambatan dengan

nilai resistansi yang kecil. Tegangan kolektor – emitor ( VCE ) pada daerah

adalah kecil hanya perpuluhan volt saja.

Prepared by : Hamzah

29

Gbr. 3.14. Pembagian daerah

kurva kolektor

Page 30: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Agar transistor bekerja pada daerah aktif, dibutuhkan VCE lebih besar

dari 1 Volt. Sebagai pedoman, pada lembar data transistor dituliskan VCE

( sat ) artinya tegangan kolektor – emitor maximal dalam keadaan saturasi.

Jadi untuk membuat transistor bekerja di daerah aktif dibutuhkan VCE yang

lebih besar dari VCE ( sat ).

c. Rating transistor

Transistor sinyal kecil dapat mendisipasi daya ½ watt atau lebih kecil,

transistor daya ( transistor sinyal besar ) mendisipasi daya lebih besar dari

½ watt. Pada lembaran data transistor di cantumkan banyak parameter –

parameter dari suatu type transistor tertentu, namun yang paling sering

harus diperlihatkan adalah arus kolektor maximum ( IC ) dan disipasi daya

maksimum ( PD ) dari transistor.

Sebagai contoh, pada lembaran data transistor untuk transistor type

BC108 tertulis : PD = 300 mw, IC = 100 mA.

Hal ini berarti bahwa :

Transistor termasuk jenis transistor sinyal kecil karena PD kurang dari ½

watt

Disipasi daya maximum transistor = 300 mw

Arus kolektor maximum = 100 mA

Disipasi daya transistor dalam suatu rangkaian dapat dihitung dengan

persamaan : PD = VCE . IC.

Jika dalam suatu rangkaian digunakan transistor BC108, arus

kolektor yang mengalir pada rangkaian sebesar 10 mA dan tegangan

kolektor – emitor 12 Volt maka disipasi daya transistor : PD = 120 mW. Nilai

ini lebih kecil dari rating daya transistor, 300 mW.

3.2.4. Garis beban dc transistor

Garis beban dapat digambarkan pada kurva kolektor untuk

memberikan pandangan tentang bagaimana transistor bekerja dan pada

daerah mana transistor bekerja.

Prepared by : Hamzah

30

Page 31: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Perhatikan gambar 3.15 berikut :

Tegangan pada hambatan RC ( VRC ) :

VRC = VCC - VCE

Arus pada hambatan RC ( IC ) :

( ini adalah persamaan garis beban dc)

Sebagai contoh, jika nilai – nilai hambatan dan tegangan

pada gambar 3.15 diketahui :

VBB = 10 volt VCC = 20 volt

RB = 47 kΩ RC = 10 kΩ

Maka :

Dengan VCE = 0, maka IC = 2 mA diperoleh titik ( 0,2 ).

Dengan IC = 0, maka VCE = 20 volt diperoleh titik ( 20,0 ).

Titik – titik tersebut digambar pada kurva kolektor dan dihubungkan

sehingga diperoleh suatu garis yang memotong kurva kolektor, seperti

diperlihatkan pada gambar 3.16 berikut :

Prepared by : Hamzah

31

Gbr. 3.15. Contoh rangkaian untuk menggambar garis beban dc

IC

VCE

IB = 0

ICEO

1 mA

2 mA

3 mA

Saturasi

Titik sumbat(cut off)

Q

Gbr. 3.16. Garis beban dc

Page 32: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Titik dimana garis beban memotong IB = 0 disebut titik sumbat, pada

titik ini IC sangat kecil dan seringkali diabaikan sehingga titik sumbat juga

dapat berada pada IC – 0. pada kondisi ini VCE dianggap sama dengan VCC ,

VCE ≈ VCC.

Titik dimana garis beban memotong nilai IB terbesar disebut titik

saturasi, nilai IB yang dipotong disebut IB saturasi ( IB(sat) ). Pada kondisi ini

arus kolektor IC berada pada kondisi maximum, disebut IC (sat) dan

nilainya :

Titik Q pada gambar 3.16 disebut titik operasi, dimana dengan

menarik garis dari titik Q ke sumbu IC dan VCE maka nilai IC dan VCE diketahui,

dititik inilah transistor beroperasi.

3.2.5. Transistor sebagai saklar

Transistor yang bekerja sebagai saklar berarti mengoperasikan

transistor pada titik saturasi dan titik sumbat, dan tidak ditempat – tempat

sepanjang garis beban.

Jika transistor beroperasi pada tititk saturasi ( disebut transistor

dalam keadaan saturasi atau jenuh ), transistor tersebut ibarat sebuah

saklar yang tertutup dari kolektor ke emitor. Jika transistor beroperasi pada

titik sumbat ( disebut transistor menyumbat ), transistor ibarat sebuah

saklar yang terbuka pada kolektor – emitor.

Gambar 3.17 berikut memperlihatkan ilustrasi transistor yang bekerja

sebagai saklar .

Prepared by : Hamzah

32

RC

+

0 V

VCC

RC

S

RC VCC

0 V

RC

S

VCC

+

VCC

(a) (b)

+

VCC

+

VCC

Page 33: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Pada gambar 3.17 di atas :

Transistor menyumbat maka :

IC = 0

VCE = VCC

VRC = 0

Transistor saturasi maka :

IC = maximum

VCE = 0

VRC = VCC.

Gambar 3.18. berikut memperlihatkan suatu rangkaian transistor

yang bekerja sebagai saklar (switching transistor).

Prepared by : Hamzah

33

Gbr. 3.17. Illustrasi transistor yang bekerja sebagai saklar.a. Transistor menyumbat ibarat saklar yang sedang

membuka.b. Transistor saturasi ibarat saklar yang menutup.

1 K

+

3 K

15 V

5 V

0 V

Gbr. 3.18. Transistor yang bekerja sebagai saklar mengontrol/mengendalikan LED

Page 34: Dasar Elektronika

DASAR ELEKTRONIKAATSAKADEMI TEKNIK

SOROAKO PROGRAM PELATIHAN INDUSTRI

Pada gambar 3.18. tegangan input (biasa juga disebut sinyal input)

berupa tegangan step yang diumpankan ke basis transistor .

Jika tegangan input nol, transistor tersumbat. Pada kondisi ini

transistor ibarat saklar yang membuka sehingga tidak ada arus listrik yang

mengalir pada kolektor (IC = 0), LED padam.

Jika tegangan input berubah menjadi 5 volt, maka besarnya arus basis

yang mengalir (IB) :

Pada kondisi ini, transistor saturasi ibarat saklar yang menutup sehingga

mengalir arus pada kolektor (IC (sat)). Besarnya arus ini adalah :

Dengan mengalirnya arus pada kolektor maka LED menyala.

Pemilihan transistor pada rangkaian di atas didasarkan pada nilai arus

basis dan arus kolektor dalam keadaan saturasi.

Prepared by : Hamzah

34