Komponen eletronika: Teknik Digital

NAMA : ANGELIA AYUYOLANDA S

NIM : 201931038

KELAS : TEKNIK DIGITAL (D)

KOMPONEN ELEKTRONIKA

Pengenalan Komponen Elektronika

Pada Pengenalan komponen elektronika ini akan dibahas jenis-jenis komponen elektronika, fungsi komponen elektronika, beserta simbol yang digunakan pada komponen elektronika.

Elektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat seperti komputer, peralatan elektronik, termokopel, semikonduktor, dan lain sebagainya. Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fisika, sementara bentuk desain dan pembuatan sirkuit elektroniknya adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer, dan ilmu/ teknik elektronika dan instrumentasi.

Komponen elektronika adalah alat berupa benda yang menjadi pendukung suatu rangkaian pada peralatan elektronika yang bekerja sesuai dengan fungsinya. Baik yang menempel langsung ke CCB, PCB, Veroboard dan Protoboard ataupun jenis papan rangkaian lainnya, ataupun yang tidak menempel langsung pada papan rangkaian seperti kabel.

Peralatan Elektronika adalah sebuah peralatan yang terbentuk dari beberapa Jenis Komponen Elektronika dan masing-masing Komponen Elektronika tersebut memiliki fungsi-fungsinya tersendiri di dalam sebuah Rangkaian Elektronika. Seiring dengan perkembangan Teknologi, komponen-komponen Elektronika makin bervariasi dan jenisnya pun bertambah banyak. Tetapi komponen-komponen dasar pembentuk sebuah peralatan Elektronika seperti Resistor, Kapasitor, Transistor, Dioda, Induktor dan IC masih tetap digunakan hingga saat ini.

Komponen elektronika terbagi atas 2 bagian

· Komponen Pasif adalah komponen elektronika yang dapat beroperasi tanpa memerlukan arus atau tegangan listrik tambahan saat bekerja. Contoh komponen pasif yaitu resistor, kapasitor, induktor, dan trafo atau tranformator.

· Komponen Aktif adalah komponen elektronika yang memerlukan arus atau tegangan internal (sumber tambahan) untuk dapat beroperasi. Komponen aktif ini dapat menguatkan dan menyearahkan arus listrik, komponen aktif juga dapat mengubah bentuk energi menjadi energi lain. Contoh komponen aktif adalah dioda, transistor, IC (integrated circuit).

Jenis-jenis Komponen Elektronika

Berikut ini merupakan Fungsi dan Jenis-jenis Komponen Elektronika dasar yang sering digunakan dalam Peralatan Elektronika beserta simbolnya.

A. Resistor

Resistor atau disebut juga dengan Hambatan adalah Komponen Elektronika Pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Satuan Nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm (Ω). Nilai Resistor biasanya diwakili dengan Kode angka ataupun Gelang Warna yang terdapat di badan Resistor. Hambatan Resistor sering disebut juga dengan Resistansi atau Resistance.

Jenis-jenis Resistor diantaranya adalah :

Resistor yang Nilainya Tetap
Resistor yang Nilainya dapat diatur, Resistor Jenis ini sering disebut juga dengan Variable Resistor ataupun Potensiometer.
Resistor yang Nilainya dapat berubah sesuai dengan intensitas cahaya, Resistor jenis ini disebut dengan LDR atau Light Dependent Resistor
Resistor yang Nilainya dapat berubah sesuai dengan perubahan suhu, Resistor jenis ini disebut dengan PTC (Positive Temperature Coefficient) dan NTC (Negative Temperature Coefficient)

Resistor banyak sekali kegunaanya dalam rangkaian elektronika, misalnya :

Ø Sebagai penghambat arus listrik

Ø Sebagai pembagi tegangan

Ø Sebagai pengaman arus berlebih

Ø Sebagai pembagi arus

Gambar dan Simbol dan fungsi resistor Resistor :

a) Resistor Hubungan Seri

Rangkaian Seri Resistor

Rangkaian seri resistor adalah rangkaian dua buah resistor atau lebih yang disusun secara berurutan/berderet (seri). Resistor dikatakan rangkaian seri apabila disambung dengan cara:

1. Ujung akhir dari resistor pertama disambungkan dengan ujung awal dari resistor kedua.

2. Ujung akhir dari resistor kedua disambungkan dengan ujung awal dari resistor ketiga dan seterusnya.

Dua buah resistor atau lebih apabila dirangkai secara seri maka nilai hambatannya akan
bertambah, sesuai dengan rumus berikut;

R_total = R₁ + R₂ + R₃ + ….. + R_n

Rtotal = Total Nilai Resistor
R₁ = Resistor ke-1
R₂ = Resistor ke-2
R₃ = Resistor ke-3
R_n = Resistor ke-n

Berikut ini contoh rangkaian seri menggunakan tiga buah resistor.

Contoh 1

R₁ =10ohm, R₂ =10ohm, R₃ = 10ohm dan R₄ =10ohm

Maka
R_total =R₁ +R₂ +R₃ +R₄
R_total =10Ω +10Ω +10Ω +10Ω
R_total =40Ω
Jadi nilai keseluruhan hambatan dari rangkaian seri tersebut adalah 40 ohm.

b) Resistor Hubungan Pararel

Rangkaian paralel resistor adalah rangkaian dua buah resistor atau lebih yang disusun secara sejajar seperti anak tangga (paralel). Dua buah resistor atau lebih apabila dirangkai secara seri maka nilai hambatannya akan berkurang, sesuai dengan rumus berikut;

1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + ….. + 1/R_n
Dimana :

R_total = Total Nilai Resistor
R₁ = Resistor ke-1
R₂ = Resistor ke-2
R₃ = Resistor ke-3
R_n = Resistor ke-n

Resistor dikatakan rangkaian parallel apabila disambung dengan cara:

1. 1. Ujung awal dari resistor pertama disambungkan dengan ujung awal resistor berikutnya.

2. 2. Ujung awal dari resistor pertama disambungkan dengan ujung akhir resistor berikutnya

R_p = R_paralel = R_total

Berikut contoh rangkaian pararlel 3 buah resistor

Contoh 1

R₁ = 10 ohm, R₂ = 10 ohm, R₃ = 10 ohm dan R₄ = 10 ohm

Maka

1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + 1/R₄

1/R_total = 1/10Ω + 1/10Ω + 1/10Ω + 1/10Ω

1/R_total = (1+1+1+1)/10Ω

1/R_total = 4/10Ω

R_total/1 = 10/4Ω

R_total = 10/4Ω

R_total = 2,5Ω

Jadi nilai keseluruhan hambatan dari rangkaian paralel tersebut adalah 2,5 ohm.

B. Kapasitor (Capacitor)

Penemu Kapasitor

Kapasitor ditemukan oleh penemu kapasitor yang bernama Michael Faraday (1791 – 1867) dan untuk mengenang jasanya maka satuan Kapasitor disebut “Farad” yang berasal dari nama sang penemu. Pernahkah terlintas dibenak anda ”Kok dinamai Kondesator??” mengapa kapasitor sampai mempunyai nama lain kondensator?? adalah karena pada masa itu pada tahun 1782 dunia masih kuat akan pengaruh dari ilmuan kimiawi lainnya yaitu Alessandro Volta, yang berkebangsaan italia. Dimana pada masa tersebut segala komponen yang berkenaan dengan kemampuan untuk menyimpan suatu muatan listrik yang tinggi dibanding komponen lainnya ia sebut dengan nama Condensatore (Bahasa Italia).

Jadi itulah mengapa kondensator nama lain dari kapasitor.

Kapasitor atau disebut juga dengan Kondensator adalah Komponen Elektronika Pasif yang dapat menyimpan energi atau muatan listrik dalam sementara waktu. Fungsi-fungsi Kapasitor (Kondensator) diantaranya adalah dapat memilih gelombang radio pada rangkaian Tuner, sebagai perata arus pada rectifier dan juga sebagai Filter di dalam Rangkaian Power Supply (Catu Daya). Satuan nilai untuk Kapasitor (Kondensator) adalah Farad (F)
Jenis-jenis Kapasitor diantaranya adalah :

Kapasitor yang nilainya Tetap dan tidak ber-polaritas. Jika didasarkan pada bahan pembuatannya maka Kapasitor yang nilainya tetap terdiri dari Kapasitor Kertas, Kapasitor Mika, Kapasitor Polyster dan Kapasitor Keramik.
Kapasitor yang nilainya Tetap tetapi memiliki Polaritas Positif dan Negatif, Kapasitor tersebut adalah Kapasitor Elektrolit atau Electrolyte Condensator (ELCO) dan Kapasitor Tantalum
Kapasitor yang nilainya dapat diatur, Kapasitor jenis ini sering disebut dengan Variable Capasitor.

Ø Fungsi kapasitor pada rangkaian elektronika biasanya adalah sebagai berikut:

1. Kapasitor sebagai kopling, dilihat dari sifat dasar kapasitor yaitu dapat dilalui arus ac dan tidak dapat dilalui arus dc dapat dimanfaatkan untuk memisahkan 2 buah rangkaian yang saling tidak berhubungan secara dc tetapi masih berhubungan secara ac(signal), artinya sebuah kapasitor berfungsi sebagai kopling atau penghubng antara 2 rangkaian yang berbeda.

2. Kapasitor berfungsi sebagai filter pada sebuah rangkaian power supply, yang saya maksud disini adalah kapasitor sebagai ripple filter, disini sifat dasar kapasitor yaitu dapat menyimpan muatan listrik yang berfungsi untuk memotong tegangan ripple.

3. Kapasitor sebagai penggeser fasa.

4. Kapasitor sebagai pembangkit frekuensi pada rangkaian oscilator.

5. Kapasitor digunakan juga untuk mencegah percikan bunga api pada sebuah saklar.

suatu kapasitor mempunyai satuan yaitu Farad (F), yang menemukan adalah Michael Faraday(1791-1867) pada dasarnya kapasitor dibagi menjadi 2 bagian yaitu kapasitor Polar dan Non Polar, berikut penjelasanya :

1. Kapasitor Polar adalah kapasitor yang kedua kutubnya mempunyai polaritas positif dan negatif, biasanya kapasitor Polar bahan dielektriknya terbuat dari elketrolit dan biasanya kapasitor ini mempnyai nilai kapasitansi yang besar dibandingkan dengan kapasitor yang menggunakan bahan dielektrik kertas atau mika atau keramik.Lihat pada gambar di bawah.

2. Kapasitor Non Polar adalah kapasitor yang yang pada kutubnya tidak mempunyai polaritas artinya pada kutup kutupnya dapat dipakai secara berbalik. biasanya kapasitor ini mempunyai nilai kapasitansi yang kecil dan bahan dielektriknya terbuat dari keramik, mika dll.

Satuan-satuan yang sering dipakai untuk kapasitor adalah :

* 1 Farad = 1.000.000 µF (mikro Farad).

* 1 µFarad = 1.000 nF (nano Farad).

* 1 nFarad = 1.000 pF (piko Farad).

Sifat dasar sebuah kapasitor adalah dapat menyimpan muatan listrik, dan kapasitor juga mempunyai sifat tidak dapat dilalui arus DC (direct Current) dan dapat dilalui arus AC (alternating current) dan juga dapat berfungsi sebagai impedansi (resistansi yang nilainya tergantung dari frekuensi yang diberikan).

Kapasitas Kapasitor

Kapasitas adalah ukuran kemampuan atau daya tumpang kapasitor untuk menyimpan muatan listrik untuk beda potensial yang diberikan.

Rumus Kapasitas Kapasitor

C = q / V

1 farad = 1 couloumb / volt

Ø Memperbesar Kapasitansi Kapasitor

Memperbesar luas pelat

Agar ukuran kapasitor tidak terlalu besar maka kedua pelat dibatasi dengan lapisan tipis isolator.

Memperkecil jarak antar pelat

Kapasitansi dapat diperbesar dengan cara ini tetapi , dapat menimbulkan kebocoran disebabkan jarak antar pelat yang sangatkecil.

Menggunakan bahan dielektrik

Bahan dielektrik yang digunakan adalah bahan dengan konstanta dielektrik tinggi sebagai lapisan pemisah dua pelat

Perhatikan komponen elektronika kapasitor resistor berikut yang dilengkapi dengan simbol dan fungsi

Gambar dan Simbol Kapasitor :

C. Induktor (Inductor)

Induktor atau disebut juga dengan Coil (Kumparan) adalah Komponen Elektronika Pasif yang berfungsi sebagai Pengatur Frekuensi, Filter dan juga sebagai alat kopel (Penyambung). Induktor atau Coil banyak ditemukan pada Peralatan atau Rangkaian Elektronika yang berkaitan dengan Frekuensi seperti Tuner untuk pesawat Radio. Satuan Induktansi untuk Induktor adalah Henry (H).

Pada rangkaian DC, induktor digunakan memperoleh tegangan DC yang konstan terhadap fluktuasi arus, sedangkan pada rangkaian AC induktor dapat meredam fluktuasi arus yang tidak diinginkan. Satuan Induktansi untuk Induktor adalah Henry (H).

Jenis-jenis Induktor diantaranya adalah :

Induktor yang nilainya tetap
Induktor yang nilainya dapat diatur atau sering disebut dengan Coil Variable.

Gambar dan Simbol Induktor :

D. Dioda (Diode)

Diode adalah Komponen Elektronika Aktif yang berfungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah dan menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

Diode adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 1 buah penghubung atau junction, sering disebut sebagai komponen 2 lapis (lapis N dan P).

Diode terdiri dari 2 Elektroda yaitu Anoda dan Katoda.

Berdasarkan Fungsi Dioda terdiri dari :

Dioda Biasa atau Dioda Penyearah yang umumnya terbuat dari Silikon dan berfungsi sebagai penyearah arus bolak balik (AC) ke arus searah (DC).
Dioda Zener (Zener Diode) yang berfungsi sebagai pengamanan rangkaian setelah tegangan yang ditentukan oleh Dioda Zener yang bersangkutan. Tegangan tersebut sering disebut dengan Tegangan Zener.
LED (Light Emitting Diode) atau Diode Emisi Cahaya yaitu Dioda yang dapat memancarkan cahaya monokromatik.
Dioda Foto (Photo Diode) yaitu Dioda yang peka dengan cahaya sehingga sering digunakan sebagai Sensor.
Dioda Shockley (SCR atau Silicon Control Rectifier) adalah Dioda yang berfungsi sebagai pengendali .
Dioda Laser (Laser Diode) yaitu Dioda yang dapat memancar cahaya Laser. Dioda Laser sering disingkat dengan LD.
Dioda Schottky adalah Dioda tegangan rendah.
Dioda Varaktor adalah dioda yang memiliki sifat kapasitas yang berubah-ubah sesuai dengan tegangan yang diberikan.

Prinsip Kerja Dioda

Untuk dapat memperjelas prinsip kerja Dioda dalam menghantarkan dan menghambat aliran arus listrik, dibawah ini adalah rangkaian dasar contoh pemasangan dan penggunaan Dioda dalam sebuah rangkaian Elektronika.

Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter

Untuk mengetahui apakah sebuah Dioda dapat bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya, maka diperlukan pengukuran terhadap Dioda tersebut dengan menggunakan Multimeter (AVO Meter).

Perhatikan komponen elektronika jenis dioda berikut yang dilengkapi dengan simbol dan fungsinya

Gambar dan Simbol Dioda:

E. Transistor

Transistor merupakan Komponen Elektronika Aktif yang memiliki banyak fungsi dan merupakan Komponen yang memegang peranan yang sangat penting dalam dunia Elektronik modern ini. Beberapa fungsi Transistor diantaranya adalah sebagai Penguat arus, sebagai Switch (Pemutus dan penghubung), Stabilitasi Tegangan, Modulasi Sinyal, Penyearah dan lain sebagainya. Transistor terdiri dari 3 Terminal (kaki) yaitu Base/Basis (B), Emitor (E) dan Collector/Kolektor (K). Berdasarkan strukturnya, Transistor terdiri dari 2 Tipe Struktur yaitu PNP dan NPN. UJT (Uni Junction Transistor), FET (Field Effect Transistor) dan MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) juga merupakan keluarga dari Transistor.

Jenis dan Simbol Transistor

1. Bipolar Junction Transistor (BJT)

Bi artinya dua dan Polar asal kata dari polarity yang artinya polaritas, dengan kata lain bipolar junction transistor (BJT) adalah jenis Transistor yang memiliki dua polaritas yaitu hole (lubang) atau elektron sebagai carier (pembawa) untuk menghantarkan arus listrik. Prinsip dasar konstruksinya disusun seperti dari dua buah dioda yang disambungkan pada kutub yang sama yaitu Anoda dengan anoda sehingga menghasilkan transistor jenis NPN atau Katoda dengan katoda yang menjadi transistor jenis PNP. kaki pada transistor BJT ada 3 yaitu kaki Basis sebagai titik pertemuan dua dioda dan dua kaki lainnya adalah kolektor dan emiter.

Konstruksi sambungan pada transistor BJT terdiri dari 2 lapisan penyangga atau sering disebut depletion layer, lapisan penyangga pertama yaitu antara kaki basis dan kolektor dan yang kedua lapisan penyangga antara basis dan emiter. Untuk membuat sambungan antara basis dengan emiter maka lapisan penyangga dibuat lebih tebal dibanding dengan lapisan penyangga untuk sambungan kolektor dan basis, tetapi ketebalan masing-masing lapisan ini dapat berubah sesuai besar arus pada yang diberikan pada kaki basis.

Seperti kita ketahui bahwa komponen dioda memiliki tegangan drop, itu juga terjadi untuk transistor, dimana tegangan drop ini tergantung dari bahan semikonduktor yang digunakan. umumnya untuk transistor berbahan silicon memiliki tegangan drop 0,7V. Tegangan drop ini adalah minimal tegangan yang bisa menembus lapisan penyangga pada transistor. Transistor BJT bekerja berdasarkan besar arus pada kaki basis sebagai biasnya, semakin besar arus bias pada kaki basis maka semakin besar juga arus yang dapat dihantarkan antara emiter ke kolektor..

Jika dijadikan sebagai rangkaian penguat atau amplifier, ada 3 konfigurasi rangkaian dasar penguatan transistor antara lain:

1. Rangkaian penguat basis bersama (Common base), pada konfigurasi ini tegangan yang akan diperkuat.

2. Rangkaian penguat kolektor bersama (Common Colector), Arus yang akan diperkuat pada konfigurasi ini.

3. Rangkaian emiter bersama (Common eiter), Konfigurasi ini akan menghasilkan penguatan arus dan tegangan.

Artikel lainnya akan membahas lebih detail dari masing-masing konfigurasi rangkaianb diatas.

2. Unipolar Junction Transistor (UJT)

Uni artinya satu Polar artinya polaritas. Pada transistor UJT hanya satu polaritas saja yang dijadikan carier/pembawa muatan arus listrik, yaitu elektron saja atau hole/lubangnya saja, tergantung dari jenis transistor UJT tersebut. Karena prinsip kerjanya transistor ini berdasarkan dari efek medan listrik, maka transistor UJT lebih dikenal dengan nama FET (Field Efect Transistor) atau Transistor Efek Medan. Sama seperti transistor Bipolar FET juga memiliki 3 kaki tetapi dengan nama yang berbeda yaitu Gate (G) seperti basis pada transistor BJT, Drain (D) seperti koleltor dan Source (S) seperti emiter . .

Berbeda dengan BJT, Arus Output pada kaki Drain ini dikontrol oleh besar tegangan pada kaki gate, Perubahan besar tegangan pada gate akan merubah besar arus pada kaki drain, efek membesar atau mengecilnya arus pada kaki drain ini ditentukan oleh konstruksi FETnya. FET dibagi dua jenis yaitu kanal P seperti BJT jenis NPN dan FET kanal N seperti BJT jenis PNP, dan keluarga FET yang sering digunakan yaitu JFET kepanjangan dari Junction-Field Efect Transistor dan MOSFET kepanjangan dari Metal Oxide Semiconductor-Field Efect Transistor . Cara kerja mosfet ada dua model dan ini ditentukan oleh konstruksinya yaitu Enhancement mode (mode penebalan) dan Depletion mode (mode penipisan), sedangkan cara kerja JFET hanya pada mode Depletion saja.

karakteristik Transistor

Transistor bipolar dan Unipolar memiliki perbedaan karakteristik dari cara kerjanya, Ada kekurangan dan kelebihan dari keduanya.. Perbedaan tersebut dapat dilihat dari tabel karakteristik transistor dibawah ini:

Cara kerja J-FET dan cara kerja MOSFET juga berbeda, dilihat dari tabel dibawah ini.

Dari tabel diatas dapat dijelaskan sebagai berikut:

· Pada FET dengan mode penebalan atau enhancement modes, Jika tegangan pada Gate bukan (0V) maka kondisi FET sama dengan "OFF" atau seperti switch yang terbuka, danFET akan "ON" seperti switch tertutup jika tegangan pada Gate diberi (+V) untuk kanal-N. Dan proses sebaliknya terjadi untuk FET dengan jenis kanal-P

· Sebaliknya pada FET deplestion mode (mode penipisan), jika gate tegangannya bukan (0V) maka FET pada kondisi "ON" (close switch). Dan akan "OFF" (close switch) jika tegangan untuk Gate diberi polaritas negatif (-V) prose ini berlaku untuk jenis FET kanal-N dan proses sebaliknya untuk FET jenis kanal-P.

Perhatikan komponen elektronika jenis transistor berikut yang dilengkapi dengan simbol dan fungsinya

Gambar dan Simbol Transistor :

F. IC (Integrated Circuit)

IC (Integrated Circuit) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terdiri dari gabungan ratusan bahkan jutaan Transistor, Resistor dan komponen lainnya yang diintegrasi menjadi sebuah Rangkaian Elektronika dalam sebuah kemasan kecil. Bentuk IC (Integrated Circuit) juga bermacam-macam, mulai dari yang berkaki 3 (tiga) hingga ratusan kaki (terminal). Fungsi IC juga beraneka ragam, mulai dari penguat, Switching, pengontrol hingga media penyimpanan. Pada umumnya, IC adalah Komponen Elektronika dipergunakan sebagai Otak dalam sebuah Peralatan Elektronika. IC merupakan komponen Semi konduktor yang sangat sensitif terhadap ESD (Electro Static Discharge).
Sebagai Contoh, IC yang berfungsi sebagai Otak pada sebuah Komputer yang disebut sebagai Microprocessor terdiri dari 16 juta Transistor dan jumlah tersebut belum lagi termasuk komponen-komponen Elektronika lainnya.

Gambar dan Simbol IC (Integrated Circuit) :

G. Saklar (Switch)

Saklar adalah Komponen yang digunakan untuk menghubungkan dan memutuskan aliran listrik. Dalam Rangkaian Elektronika, Saklar sering digunakan sebagai ON/OFF dalam peralatan Elektronika.

perhatikan komponen elektronika jenis saklar berikut yang dilengkapi dengan gambar dan simbol

Gambar dan Simbol Saklar (Switch) :

n n

Note : Sebagai tambahan pengunaan simbol pada sebagian besar komponen elektronik mengacu pada simbol amerika dan eropa.

Silahkan memilih simbol yang akan anda gunakan. Perhatikan contoh gambar dibawah untuk menjelaskan perbedaan tersebut.