TRANSISTOR

Transistor merupakan pengembangan dari Tabung Hampa (Vacuum Tube). Fungsi utama dari sebuah transistor adalah penguat sinyal dan sebagai saklar elektronik. Dibandingkan dengan Tabung Hampa, transistor mempunyai kelebihan antara lain bentuk fisiknya yang lebih kecil dan daya yang digunakan lebih kecil.

Gambar 1. Bentuk Fisik Transistor.

Secara tipikal transistor mempunyai tiga pin, yaitu:

• Basis
  
• Emitor
  
• Kolektor
  

Basis merupakan pin untuk meng-aktifkan dan meng-non-aktifkan sebuah transistor. Emitor dan kolektor dihubungkan ke sumber tegangan positif atan negatif atau ground (tergantung konfigurasi transistor).

Untuk menentukan kaki Basis Emitor Kolektor dari sebuah transistor biasanya digunakan multimeter. Tetapi saya punya beberapa tips untuk menentukan kaki transistor tanpa menggunakan multimeter, caranya adalah :

• Kaki kolektor biasanya terhubung dengan badan transistor apabila transistor tersebut dipacking menggunakan metal. Apabila transistor dipacking dengan plastik maka kaki kolektor biasanya terhubung dengan badan transistor yang akan dihubungkan dengan pendingin.
  
• Apabila transistor tersebut tidak dihubungkan dengan pendingin, maka sebaiknya dicari dulu kaki basisnya. Kalau sudah ketemu, sekarang kaki basisnya ditengah apa dipinggir? Kalau kaki basisnya ditengah, biasanya kaki kolektor berada pada sebelah kanan. Kalau basisnya dipinggir maka kaki kolektor berada pada sebelah tengah.
  

Kalau bingung silahkan lihat gambar 2.

Gambar 2. Konfigurasi Kaki Transistor (biasanya).

Transistor terbagi menjadi dua tipe yaitu NPN dan PNP. Untuk membedakan transistor tipe NPN atau PNP, kamu bisa lihat di tanda panah pada kaki emitornya ( di gambar rangkaiannya lo ya, bukan bentuk fisiknya ). Untuk NPN arah panahnya keluar, sedangkan untuk PNP arah panahnya keluar. Lihat gambar 3 saja, biar lebih jelas.

Gambar 3. Transistor NPN dan PNP

Transistor Bipolar dinamakan demikian karena bekerja dengan 2 (bi) muatan yang berbeda yaitu elektron sebagai pembawa muatan negatif dan hole sebagai pembawa muatan positif. Ada satu jenis transistor lain yang dinamakan FET (Field Efect Transistor). Berbeda dengan prinsip kerja transistor bipolar, transistor FET bekerja bergantung dari satu pembawa muatan, apakah itu elektron atau hole. Karena hanya bergantung pada satu pembawa muatan saja, transistor ini disebut komponen unipolar.

Umumnya untuk aplikasi linear, transistor bipolar lebih disukai, namun transistor FET sering digunakan juga karena memiliki impedansi input (input impedance) yang sangat besar. Terutama jika digunakan sebagai switch, FET lebih baik karena resistansi dan disipasi dayanya yang kecil.

Ada dua jenis transistor FET yaitu JFET (junction FET) dan MOSFET (metal-oxide semiconductor FET). Pada dasarnya kedua jenis transistor memiliki prinsip kerja yang sama, namun tetap ada perbedaan yang mendasar pada struktur dan karakteristiknya.

TRANSISTOR JFET

Gambar dibawah menunjukkan struktur transistor JFET kanal n dan kanal p. Kanal n dibuat dari bahan semikonduktor tipe n dan kanal p dibuat dari semikonduktor tipe p. Ujung atas dinamakan Drain dan ujung bawah dinamakan Source. Pada kedua sisi kiri dan kanan terdapat implant semikonduktor yang berbeda tipe. Terminal kedua sisi implant ini terhubung satu dengan lainnya secara internal dan dinamakan Gate.

Gambar 1 : Struktur JFET (a) kanal-n (b) kanal-p

Istilah field efect (efek medan listrik) sendiri berasal dari prinsip kerja transistor ini yang berkenaan dengan lapisan deplesi (depletion layer). Lapisan ini terbentuk antara semikonduktor tipe n dan tipe p, karena bergabungnya elektron dan hole di sekitar daerah perbatasan. Sama seperti medan listrik, lapisan deplesi ini bisa membesar atau mengecil tergantung dari tegangan antara gate dengan source. Pada gambar di atas, lapisan deplesi ditunjukkan dengan warna kuning di sisi kiri dan kanan.

JFET kanal-n

Untuk menjelaskan prinsip kerja transistor JFET lebih jauh akan ditinjau transistor JFET kanal-n. Drain dan Source transistor ini dibuat dengan semikonduktor tipe n dan Gate dengan tipe p. Gambar berikut menunjukkan bagaimana transistor ini di beri tegangan bias. Tegangan bias antara gate dan source adalah tegangan reverse bias atau disebut bias negatif. Tegangan bias negatif berarti tegangan gate lebih negatif terhadap source. Perlu catatan, Kedua gate terhubung satu dengan lainnya (tidak tampak dalam gambar).

Gambar 2 : Lapisan deplesi jika gate-source biberi bias negatif

Dari gambar di atas, elektron yang mengalir dari source menuju drain harus melewati lapisan deplesi. Di sini lapisan deplesi berfungsi semacan keran air. Banyaknya elektron yang mengalir dari source menuju drain tergantung dari ketebalan lapisan deplesi. Lapisan deplesi bisa menyempit, melebar atau membuka tergantung dari tegangan gate terhadap source.

Jika gate semakin negatif terhadap source, maka lapisan deplesi akan semakin menebal. Lapisan deplesi bisa saja menutup seluruh kanal transistor bahkan dapat menyentuh drain dan source. Ketika keadaan ini terjadi, tidak ada arus yang dapat mengalir atau sangat kecil sekali. Jadi jika tegangan gate semakin negatif terhadap source maka semakin kecil arus yang bisa melewati kanal drain dan source.

Gambar 3 : Lapisan deplesi pada saat tegangan gate-source = 0 volt

Jika misalnya tegangan gate dari nilai negatif perlahan-lahan dinaikkan sampai sama dengan tegangan Source. Ternyata lapisan deplesi mengecil hingga sampai suatu saat terdapat celah sempit. Arus elektron mulai mengalir melalui celah sempit ini dan terjadilah konduksi Drain dan Source. Arus yang terjadi pada keadaan ini adalah arus maksimum yang dapat mengalir berapapun tegangan drain terhadap source. Hal ini karena celah lapisan deplesi sudah maksimum tidak bisa lebih lebar lagi. Tegangan gate tidak bisa dinaikkan menjadi positif, karena kalau nilainya positif maka gate-source tidak lain hanya sebagai dioda.

Karena tegangan bias yang negatif, maka arus gate yang disebut I_G akan sangat kecil sekali. Dapat dimengerti resistansi input (input impedance) gate akan sangat besar. Impedansi input transistor FET umumnya bisa mencapai satuan MOhm. Sebuah transistor JFET diketahui arus gate 2 nA pada saat tegangan reverse gate 4 V, maka dari hukum Ohm dapat dihitung resistansi input transistor ini adalah :

R_in = 4V/2nA = 2000 Mohm

Simbol JFET

Untuk mengambarkan JFET pada skema rangkaian elektronika, bisa dipakai simbol seperti pada gambar di bawah berikut.

Gambar 4 : Simbol komponen (a)JFET-n (b)JFET-p

Karena struktur yang sama, terminal drain dan source untuk aplikasi frekuensi rendah dapat dibolak balik. Namun biasanya tidak demikian untuk aplikasi frekuensi tinggi. Umumnya JFET untuk aplikasi frekuensi tinggi memperhitungkan kapasitansi bahan antara gate dengan drain dan juga antara gate dengan source. Dalam pembuatan JFET, umumnya ada perbedaan kapasitansi gate terhadap drain dan antara gate dengan source.

JFET kanal-p

Transistor JFET kanal-p memiliki prinsip yang sama dengan JFET kanal-n, hanya saja kanal yang digunakan adalah semikonduktor tipe p. Dengan demikian polaritas tegangan dan arah arus berlawanan jika dibandingkan dengan transistor JFET kanal-n. Simbol rangkaian untuk tipe p juga sama, hanya saja dengan arah panah yang berbeda.

Kurva Drain

Gambar berikut adalah bagaimana transitor JFET diberi bias. Kali ini digambar dengan menggunakan simbol JFET. Gambar (a) adalah jika diberi bias negatif dan gambar (b) jika gate dan source dihubung singkat.

Gambar 5 : Tegangan bias transistor JFET-n

Jika gate dan source dihubung singkat, maka akan diperoleh arus drain maksimum. Ingat jika V_GS=0 lapisan deplesi kiri dan kanan pada posisi yang hampir membuka. Perhatikan contoh kurva drain pada gambar berikut, yang menunjukkan karakteristik arus drain I_D dan tegangan drain-source VDS. Terlihat arus drain I_D tetap (konstan) setelah V_DS melewati suatu besar tegangan tertentu yang disebut V_p.

Pada keadaan ini (V_GS=0) celah lapisan deplesi hampir bersingungan dan sedikit membuka. Arus I_D bisa konstan karena celah deplesi yang sempit itu mencegah aliran arus I_D yang lebih besar. Perumpamaannya sama seperti selang air plastik yang ditekan dengan jari, air yang mengalir juga tidak bisa lebih banyak lagi. Dari sinilah dibuat istilah pinchoff voltage (tegangan jepit) dengan simbol V_p. Arus I_D maksimum ini di sebut I_DSS yang berarti arus drain-source jika gate dihubung singkat (shorted gate). Ini adalah arus maksimum yang bisa dihasilkan oleh suatu transistor JFET dan karakteristik I_DSS ini tercantum di datasheet.

Gambar 6 : kurva drain I_DS terhadap V_DS

JFET berlaku sebagai sumber arus konstan sampai pada tengangan tertentu yang disebut V_DS(max). Tegangan maksimum ini disebut breakdown voltage dimana arus tiba-tiba menjadi tidak terhingga. Tentu transistor tidaklah dimaksudkan untuk bekerja sampai daerah breakdown. Daerah antara V_P dan V_DS(max) disebut daerah active (active region). Sedangkan 0 volt sampai tegangan Vp disebut daerah Ohmic (Ohmic region).

Daerah Ohmic

Pada tegangan V_DS antara 0 volt sampai tegangan pinchoff V_P=4 volt, arus I_D menaik dengan kemiringan yang tetap. Daerah ini disebut daerah Ohmic. Tentu sudah maklum bahwa daerah Ohmic ini tidak lain adalah resistansi drain-source dan termasuk celah kanal diantara lapisan deplesi. Ketika bekerja pada daerah ohmic, JFET berlaku seperti resistor dan dapat diketahui besar resistansinya adalah :

R_DS = V_p/I_DSS

R_DS disebut ohmic resistance, sebagai contoh di dataseet diketahui V_P = 4V dan I_DSS = 10 mA, maka dapat diketahui :

R_DS = 4V/10mA = 400 Ohm

Tegangan cutoff gate

Dari contoh kurva drain di atas terlihat beberapa garis-garis kurva untuk beberapa tegangan V_GS yang berbeda. Pertama adalah kurva paling atas dimana I_DSS=10 mA dan kondisi ini tercapai jika V_GS=0 dan perhatikan juga tegangan pinchoff V_P=4V. Kemudian kurva berikutnya adalah V_GS = -1V lalu V_GS=-2V dan seterusnya. Jika V_GS semakin kecil terlihat arus I_D juga semakin kecil.

Perhatikan kurva yang paling bawah dimana V_GS=-4V. Pada kurva ternyata arus I_D sangat kecil sekali dan hampir nol. Tegangan ini dinamakan tegangan cutoff gate-source (gate source cutoff voltage) yang ditulis sebagai V_GS(off). Pada saat ini lapisan deplesi sudah bersingungan satu sama lain, sehingga arus yang bisa melewati kecil sekali atau hampir nol.

Bukan suatu kebetulan bahwa kenyataannya bahwa V_GS(off)=-4V dan V_P=4V. Ternyata memang pada saat demikian lapisan deplesi bersentuhan atau hampir bersentuhan.

Maka di datasheet biasanya hanya ada satu besaran yang tertera V_GS(off) atau V_P. Oleh karena sudah diketahui hubungan persamaan :

V_GS(off) = -V_P

Pabrikasi JFET

Kalau sebelumnya sudah dijelaskan bagaimana struktur JFET secara teoritis, maka gambar berikut adalah bagaimana sebenarnya transistor JFET-n dibuat.

Gambar 7 : Struktur penampang JFET-n

Transistor JFET-n dibuat di atas satu lempengan semikonduktor tipe-p sebagai subtrat (subtrate) atau dasar (base). Untuk membuat kanal n, di atas subtrat di-implant semikonduktor tipe n yaitu dengan memberikan doping elektron. Kanal-n ini akan menjadi drain dan source. Kemudian di atas kanal-n dibuat implant tipe-p, caranya adalah dengan memberi doping p (hole). Implant tipe p ini yang menjadi gate. Gate dan subtrat disambungkan secara internal.

TRANSISTOR MOSFET

Mirip seperti JFET, transistor MOSFET (Metal oxide FET) memiliki drain, source dan gate. Namun perbedaannya gate terisolasi oleh suatu bahan oksida. Gate sendiri terbuat dari bahan metal seperti aluminium. Oleh karena itulah transistor ini dinamakan metal-oxide. Karena gate yang terisolasi, sering jenis transistor ini disebut juga IGFET yaitu insulated-gate FET.

Ada dua jenis MOSFET, yang pertama jenis depletion-mode dan yang kedua jenis enhancement-mode. Jenis MOSFET yang kedua adalah komponen utama dari gerbang logika dalam bentuk IC (integrated circuit), uC (micro controller) dan uP (micro processor) yang tidak lain adalah komponen utama dari komputer modern saat ini.

MOSFET Depletion-mode

Gambar berikut menunjukkan struktur dari transistor jenis ini. Pada sebuah kanal semikonduktor tipe n terdapat semikonduktor tipe p dengan menyisakan sedikit celah. Dengan demikian diharapkan elektron akan mengalir dari source menuju drain melalui celah sempit ini. Gate terbuat dari metal (seperti aluminium) dan terisolasi oleh bahan oksida tipis SiO₂ yang tidak lain adalah kaca.

Gambar 8 : struktur MOSFET depletion-mode

Semikonduktor tipe p di sini disebut subtrat p dan biasanya dihubung singkat dengan source. Ingat seperti pada transistor JFET lapisan deplesi mulai membuka jika V_GS = 0.

Dengan menghubung singkat subtrat p dengan source diharapkan ketebalan lapisan deplesi yang terbentuk antara subtrat dengan kanal adalah maksimum. Sehingga ketebalan lapisan deplesi selanjutnya hanya akan ditentukan oleh tegangan gate terhadap source. Pada gambar, lapisan deplesi yang dimaksud ditunjukkan pada daerah yang berwarna kuning.

Semakin negatif tegangan gate terhadap source, akan semakin kecil arus drain yang bisa lewat atau bahkan menjadi 0 pada tegangan negatif tertentu. Karena lapisan deplesi telah menutup kanal. Selanjutnya jika tegangan gate dinaikkan sama dengan tegangan source, arus akan mengalir. Karena lapisan deplesi muali membuka. Sampai di sini prinsip kerja transistor MOSFET depletion-mode tidak berbeda dengan transistor JFET.

Karena gate yang terisolasi, tegangan kerja V_GS boleh positif. Jika V_GS semakin positif, arus elektron yang mengalir dapat semakin besar. Di sini letak perbedaannya dengan JFET, transistor MOSFET depletion-mode bisa bekerja sampai tegangan gate positif.

Pabrikasi MOSFET depletion-mode

Gambar 9 : Penampang D-MOSFET (depletion-mode)

Struktur ini adalah penampang MOSFET depletion-mode yang dibuat di atas sebuah lempengan semikonduktor tipe p. Implant semikonduktor tipe n dibuat sedemikian rupa sehingga terdapat celah kanal tipe n. Kanal ini menghubungkan drain dengan source dan tepat berada di bawah gate. Gate terbuat dari metal aluminium yang diisolasi dengan lapisan SiO₂ (kaca). Dalam beberapa buku, transistor MOSFET depletion-mode disebut juga dengan nama D-MOSFET.

Kurva drain MOSFET depeletion mode

Analisa kurva drain dilakukan dengan mencoba beberapa tegangan gate V_GS konstan, lalu dibuat grafik hubungan antara arus drain I_D terhadap tegangan V_DS.

Gambar 10 : Kurva drain transistor MOSFET depletion-mode

Dari kurva ini terlihat jelas bahwa transistor MOSFET depletion-mode dapat bekerja (ON) mulai dari tegangan V_GS negatif sampai positif. Terdapat dua daerah kerja, yang pertama adalah daerah ohmic dimana resistansi drain-source adalah fungsi dari :

R_DS(on) = V_DS/I_DS

Jika tegangan V_GS tetap dan V_DS terus dinaikkan, transistor selanjutnya akan berada pada daerah saturasi. Jika keadaan ini tercapai, arus I_DS adalah konstan. Tentu saja ada tegangan V_GS(max), yang diperbolehkan. Karena jika lebih dari tegangan ini akan dapat merusak isolasi gate yang tipis alias merusak transistor itu sendiri.

MOSFET Enhancement-mode

Jenis transistor MOSFET yang kedua adalah MOSFET enhancement-mode. Transistor ini adalah evolusi jenius berikutnya setelah penemuan MOSFET depletion-mode. Gate terbuat dari metal aluminium dan terisolasi oleh lapisan SiO₂ sama seperti transistor MOSFET depletion-mode. Perbedaan struktur yang mendasar adalah, subtrat pada transistor MOSFET enhancement-mode sekarang dibuat sampai menyentuh gate, seperti terlihat pada gambar beritu ini. Lalu bagaimana elektron dapat mengalir ?. Silahkan terus menyimak tulisan berikut ini.

Gambar 11 : Struktur MOSFET enhancement-mode

Gambar atas ini adalah transistor MOSFET enhancement mode kanal n. Jika tegangan gate V_GS dibuat negatif, tentu saja arus elektron tidak dapat mengalir. Juga ketika V_GS=0 ternyata arus belum juga bisa mengalir, karena tidak ada lapisan deplesi maupun celah yang bisa dialiri elektron. Satu-satunya jalan adalah dengan memberi tegangan V_GS positif. Karena subtrat terhubung dengan source, maka jika tegangan gate positif berarti tegangan gate terhadap subtrat juga positif.

Tegangan positif ini akan menyebabkan elektron tertarik ke arah subtrat p. Elektron-elektron akan bergabung dengan hole yang ada pada subtrat p. Karena potensial gate lebih positif, maka elektron terlebih dahulu tertarik dan menumpuk di sisi subtrat yang berbatasan dengan gate. Elektron akan terus menumpuk dan tidak dapat mengalir menuju gate karena terisolasi oleh bahan insulator SiO₂ (kaca).

Jika tegangan gate cukup positif, maka tumpukan elektron akan menyebabkan terbentuknya semacam lapisan n yang negatif dan seketika itulah arus drain dan source dapat mengalir. Lapisan yang terbentuk ini disebut dengan istilah inversion layer. Kira-kira terjemahannya adalah lapisan dengan tipe yang berbalikan. Di sini karena subtratnya tipe p, maka lapisan inversion yang terbentuk adalah bermuatan negatif atau tipe n.

Tentu ada tegangan minimum dimana lapisan inversion n mulai terbentuk. Tegangan minimun ini disebut tegangan threshold V_GS(th). Tegangan V_GS(th) oleh pabrik pembuat tertera di dalam datasheet.

Di sini letak perbedaan utama prinsip kerja transitor MOSFET enhancement-mode dibandingkan dengan JFET. Jika pada tegangan V_GS = 0 , transistor JFET sudah bekerja atau ON, maka transistor MOSFET enhancement-mode masih OFF. Dikatakan bahwa JFET adalah komponen normally ON dan MOSFET adalah komponen normally OFF.

Pabrikasi MOSFET enhancement-mode

Transistor MOSFET enhacement mode dalam beberapa literatur disebut juga dengan nama E-MOSFET.

Gambar 12 : Penampang E-MOSFET (enhancement-mode)

Gambar diatas adalah bagaimana transistor MOSFET enhancement-mode dibuat. Sama seperti MOSFET depletion-mode, tetapi perbedaannya disini tidak ada kanal yang menghubungkan drain dengan source. Kanal n akan terbentuk (enhanced) dengan memberi tegangan V_GS diatas tegangan threshold tertentu. Inilah struktur transistor yang paling banyak di terapkan dalam IC digital.

Kurva Drain MOSFET enhacement-mode

Mirip seperti kurva D-MOSFET, kurva drain transistor E-MOSFET adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut. Namun di sini V_GS semua bernilai positif. Garis kurva paling bawah adalah garis kurva dimana transistor mulai ON. Tegangan V_GS pada garis kurva ini disebut tegangan threshold V_GS(th).

Gambar 13 : Kurva drain E-MOSFET

Karena transistor MOSFET umumnya digunakan sebagai saklar (switch), parameter yang penting pada transistor E-MOSFET adalah resistansi drain-source. Biasanya yang tercantum pada datasheet adalah resistansi pada saat transistor ON. Resistansi ini dinamakan R_DS(on). Besar resistansi bervariasi mulai dari 0.3 Ohm sampai puluhan Ohm. Untuk aplikasi power switching, semakin kecil resistansi R_DS(on) maka semakin baik transistor tersebut. Karena akan memperkecil rugi-rugi disipasi daya dalam bentuk panas. Juga penting diketahui parameter arus drain maksimum I_D(max) dan disipasi daya maksimum P_D(max).

Simbol transistor MOSFET

Garis putus-putus pada simbol transistor MOSFET menunjukkan struktur transistor yang terdiri drain, source dan subtrat serta gate yang terisolasi. Arah panah pada subtrat menunjukkan type lapisan yang terbentuk pada subtrat ketika transistor ON sekaligus menunjukkan type kanal transistor tersebut.

Gambar 14 : Simbol MOSFET, (a) kanal-n (b) kanal-p

Kedua simbol di atas dapat digunakan untuk mengambarkan D-MOSFET maupun E-MOSFET.

NMOS dan PMOS

Transistor MOSFET dalam berbagai referensi disingkat dengan nama transistor MOS. Dua jenis tipe n atau p dibedakan dengan nama NMOS dan PMOS. Simbol untuk menggambarkan MOS tipe depletion-mode dibedakan dengan tipe enhancement-mode. Pembedaan ini perlu untuk rangkaian-rangkaian rumit yang terdiri dari kedua jenis transistor tersebut.

Gambar 15 : Simbol transistor (a)NMOS (b)PMOS tipe depletion mode

Gambar 16 : Simbol transistor (a)NMOS (b)PMOS tipe enhancement mode

Transistor MOS adalah tipe transistor yang paling banyak dipakai untuk membuat rangkaian gerbang logika. Ratusan bahkan ribuan gerbang logika dirangkai di dalam sebuah IC (integrated circuit) menjadi komponen yang canggih seperti mikrokontroler dan mikroposesor. Contoh gerbang logika yang paling dasar adalah sebuah inverter.

Gambar 17 : Gerbang NOT Inverter MOS

Gerbang inverter MOS di atas terdiri dari 2 buah transistor Q1 dan Q2. Transistor Q1 adalah transistor NMOS depletion-mode yang pada rangkaian ini berlaku sebagai beban R_L untuk transistor Q2. Seperti yang sudah dimaklumi, beban RL ini tidak lain adalah resistansi R_DS(on) dari transistor Q1. Transistor Q2 adalah transistor NMOS enhancement-mode. Di sini transistor Q2 berfungsi sebagai saklar (switch) yang bisa membuka atau menutup (ON/OFF). Transistor ON atau OFF tergantung dari tegangan input.

Jika tegangan input A = 0 volt (logik 0), maka saklar Q2 membuka dan tegangan output Y = V_DD (logik 1). Dan sebaliknya jika input A = V_DD (logik 1) maka saklar menutup dan tegangan output Y = 0 volt (logik 0). Inverter ini tidak lain adalah gerbang NOT, dimana keadaan output adalah kebalikan dari input.

Gerbang dasar lainnya dalah seperti gerbang NAND dan NOR. Contoh diagram berikut adalah gerbang NAND dan NOR yang memiliki dua input A dan B.

Gambar 18 : Gerbang NAND transistor MOS

Gambar 19 : Gerbang NOR transistor MOS

Bagaimana caranya membuat gerbang AND dan OR. Tentu saja bisa dengan menambahkan sebuah inverter di depan gerbang NAND dan NOR.

Transistor CMOS

CMOS adalah evolusi dari komponen digital yang paling banyak digunakan karena memiliki karakteristik konsumsi daya yang sangat kecil. CMOS adalah singkatan dari Complementary MOS, yang strukturnya terdiri dari dua jenis transistor PMOS dan NMOS. Keduanya adalah transistor MOS tipe enhacement-mode.

Inverter gerbang NOT dengan struktur CMOS adalah seperti gambar yang berikut ini. Beban R_L yang sebelumnya menggunakan transistor NMOS tipe depletion-mode, digantikan oleh transistor PMOS enhancement-mode.

Gambar 20 : Gerbang NOT inverter CMOS

Namun disini Q1 bukan sebagai beban, tetapi kedua transistor berfungsi sebagai complementrary switch yang bekerja bergantian. Jika input 0 (low) maka transistor Q1 menutup dan sebaliknya Q2 membuka, sehingga keluaran tersambung ke VDD (high). Sebaliknya jika input 1 (high) maka transistor Q1 akan membuka dan Q2 menutup, sehingga keluaran terhubung dengan ground 0 volt (low).

Penutup

Transistor FET termasuk perangkat yang disebut voltage-controlled device yang mana tegangan masukan (input) mengatur arus keluaran (output). Pada transistor FET, besar tegangan gate-source (V_GS) menentukan jumlah arus yang dapat mengalir antara drain dan source.

Transistor MOSFET yang dikenal dengan sebutan transistor MOS umumnya gampang rusak. Ada kalanya karena tegangan gate yang melebihi tegangan V_GS(max). Karena lapisan oksida yang amat tipis, transistor MOS rentan terhadap tegangan statik (static voltage) yang bisa mencapai ribuan volt. Untuk itulah biasanya MOS dalam bentuk transistor maupun IC selalu dikemas menggunakan anti static.Terminal atau kaki-kakinya di hubung singkat untuk menghindari tegangan statik ini. Transistor MOS yang mahal karena R_DS(on) yang kecil, biasanya dilengkapi dengan zener didalamnya. Zener diantara gate dan source ini berfungsi sebagai proteksi tegangan yang berlebih. Walapun zener ini sebenarnya akan menurunkan impedansi input gate, namun cukup seimbang antara performance dan harganya itu.

Read More

DIODA

Dioda adalah bentuk sederhana dari semikonduktor. Semikonduktor digunakan untuk mengendalikan arah elektron. Dioda mempunyai dua buah terminal yaitu Anoda dan Katoda. Resistansi untuk arah arus dari Anoda ke Katoda sangat kecil, sedangkan untuk arah arus dari Katoda ke Anoda sangat besar. Sehingga dioda dapat digunakan sebagai katup elektron searah. Elektron dapat melewati dioda pada satu arah (Anoda ke Katoda) tetapi tidak pada arah sebaliknya.

Gambar 1. Tanda strip pada badan Dioda menandakan kaki Katoda.

Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.

Gambar 1 : Simbol dan struktur dioda

Gambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.

Gambar 2 : dioda dengan bias maju

Sebalikya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P.

Gambar 3 : dioda dengan bias negatif

Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus, namun memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru terjadi breakdown, dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang terbentuk di lapisan deplesi.

Tentu jawabanya adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutup berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus.

Demikianlah sekelumit bagaimana dioda hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tidak serta merta diatas 0 volt, tetapi memang tegangan beberapa volt diatas nol baru bisa terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi (deplesion layer). Untuk dioda yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah diatas 0.7 volt. Kira-kira 0.2 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan Germanium.

Gambar 4 : grafik arus dioda

Jenis-jenis dioda dan penggunaanya antara lain:

• Zener : Sebagai pembatas dan penentu tegangan. Kamu bisa membuat regulator tegangan yang mudah dan murah dengan menggunakan dioda zener.
  

  Phenomena tegangan breakdown dioda ini mengilhami pembuatan komponen elektronika lainnya yang dinamakan zener. Sebenarnya tidak ada perbedaan sruktur dasar dari zener, melainkan mirip dengan dioda. Tetapi dengan memberi jumlah doping yang lebih banyak pada sambungan P dan N, ternyata tegangan breakdown dioda bisa makin cepat tercapai. Jika pada dioda biasanya baru terjadi breakdown pada tegangan ratusan volt, pada zener bisa terjadi pada angka puluhan dan satuan volt. Di datasheet ada zener yang memiliki tegangan Vz sebesar 1.5 volt, 3.5 volt dan sebagainya.
  

  
  

  

  Gambar 5 : Simbol Zener

  Ini adalah karakteristik zener yang unik. Jika dioda bekerja pada bias maju maka zener biasanya berguna pada bias negatif (reverse bias).
  

  
  

• Light Emiting Diode (LED) : Saat dialiri arus, semua semikonduktor memancarkan sinar infra merah. LED menghasilkan sinar yang dapat dilihat.
  

  LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya.LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.
  

  
  

  

  Gambar 6 : Simbol LED

  
  

  Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna merah, kuning dan hijau.LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi daya-nya. Rumah (chasing) LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi empat, bulat dan lonjong.
  

  
  

• Silicon Controlled Rectifier (SCR) : SCR merupakan saklar elektronik yang bisa mengendalikan arus AC atau DC. SCR biasanya dijumpai pada rangkaian dimmer lampu.
  

  Untuk membuat thyristor menjadi ON adalah dengan memberi arus trigger lapisan P yang dekat dengan katoda. Yaitu dengan membuat kaki gate pada thyristor PNPN seperti pada gambar-4a. Karena letaknya yang dekat dengan katoda, bisa juga pin gate ini disebut pin gate katoda (cathode gate). Beginilah SCR dibuat dan simbol SCR digambarkan seperti gambar-4b. SCR dalam banyak literatur disebut Thyristor saja.
  

  
  

  

  Gambar-4 : Struktur SCR

  Melalui kaki (pin) gate tersebut memungkinkan komponen ini di trigger menjadi ON, yaitu dengan memberi arus gate. Ternyata dengan memberi arus gate I_g
  yang semakin besar dapat menurunkan tegangan breakover (V_bo) sebuah SCR. Dimana tegangan ini adalah tegangan minimum yang diperlukan SCR untuk menjadi ON. Sampai pada suatu besar arus gate tertentu, ternyata akan sangat mudah membuat SCR menjadi ON. Bahkan dengan tegangan forward yang kecil sekalipun. Misalnya 1 volt saja atau lebih kecil lagi. Kurva tegangan dan arus dari sebuah SCR adalah seperti yang ada pada gambar-5 yang berikut ini.
  

Gambar-5 : Karakteristik kurva I-V SCR

Ada satu parameter penting lain dari SCR, yaitu V_GT. Parameter ini adalah tegangan trigger pada gate yang menyebabkab SCR ON. Kalau dilihat dari model thyristor pada gambar-2, tegangan ini adalah tegangan V_be pada transistor Q2. V_GT seperti halnya V_be, besarnya kira-kira 0.7 volt. Seperti contoh rangkaian gambar-8 berikut ini sebuah SCR diketahui memiliki I_GT = 10 mA dan V_GT = 0.7 volt. Maka dapat dihitung tegangan V_in yang diperlukan agar SCR ini ON adalah sebesar :

V_in = V_r + V_GT

V_in = I_GT(R) + V_GT = 4.9 volt

Gambar-8 : Rangkaian SCR

• Rectifier : Rectifier berfungsi sebagai penyearah Arus ( AC ke DC ). Biasanya Rectifier lebih dikenal sebagai Dioda karena penyearah arus ialah fungsi dasar dari dioda, tetapi lebih spesifik lagi merupakan fungsi dari rectifier.
  
• Bridge Rectifier : Terdiri dari empat buah rectifier yang berhubungan satu sama lain ( membentuk formasi kotak ). Bridge rectifier menyearahkan arus ( AC ke DC ) dengan lebih efisien. Lihat gambar 2!
  

Gambar 2. Dioda menyearahkan arus AC ke DC.

Tidak seperti resistor dan kapasitor, dioda tidak mempunyai nilai yang spesifik ( kecuali zener ). Tetapi bukan berarti semua dioda sama. Dioda di nilai dengan dua kriteria yaitu:

• Peak Inverse Voltage ( PIV ) rating. Menunjukkan tegangan kerja maksimum dari dioda tersebut, contohnya jika nilai dari suatu dioda 100V, dioda tersebut tidak bisa digunakan pada tegangan kerja yang lebih dari 100V.
  
• Current rating. Menunjukkan arus maksimum yang dapat melewati suatu dioda.
  

Dioda diidentifikasikan dengan sistem penomoran standard industri. Contohnya dioda rectifier 1N4001 mempunyai nilai 1.0 PIV 50 volt. 1N4002 mempunyai nilai 100 volt, 1N4003 mempunyai nilai 200 volt dan seterusnya. Informasi tentang PIV sebuah dioda bisa kamu lihat di datasheetnya.

Read More

KAPASITOR

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini "tersimpan" selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya.

Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 1018 elektron. Kemudian Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs. Dengan rumus dapat ditulis :

Q = CV …………….(1)

Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

V = besar tegangan dalam V (volt)

Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung dengan mengetahui luas area plat metal (A), jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan konstanta (k) bahan dielektrik. Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut :

C = (8.85 x 10-12) (k A/t) ...(2)

Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang disederhanakan.

Tabel-1 : Konstanta dielektrik bahan kapasitor

Tabel konstanta dielektrik bahan kapasitor

Untuk rangkain elektronik praktis, satuan farads adalah sangat besar sekali. Umumnya kapasitor yang ada di pasar memiliki satuan uF (10-6 F), nF (10-9 F) dan pF (10-12 F). Konversi satuan penting diketahui untuk memudahkan membaca besaran sebuah kapasitor. Misalnya 0.047uF dapat juga dibaca sebagai 47nF, atau contoh lain 0.1nF sama dengan 100pF.

Kapasitor digunakan antara lain untuk:

• Membuat Timer: Biasanya digunakan pada metronome (pengatur tempo musik), kapasitor di pasangkan bersama resistor untuk mengatur cepat lambatnya tempo.
  
• Memperhalus (Filter) Tegangan Output: Biasanya digunakan pada power supply ( Adaptor AC ke DC ), kapasitor dipasang agar tegangan output yang dihasilkan lebih halus sehingga tegangan DC lebih konstan.
  
• Menahan Arus DC, Meneruskan Arus AC: Biasanya digunakan pada rangkaian audio. Kapasitor dipasang seri dengan input rangkaian audio, sehingga sinyal yang masuk kerangkaian merupakan sinyal audio (AC) tanpa interfensi dari sinyal DC yang berasal dari Power Supply.
  
• Mengatur Frekuensi: Biasanya digunakan pada rangkaian Oscilator dan Filter, dengan mengatur kapasitas kapasitor dapat merubah frekuensi cutt off dari suatu rangkaian filter.
  

Secara typikal kapasitor mempunyai dua metal yang dipisahkan oleh suatu bahan yang disebut dielektrikum. Biasanya bahan dielektrikum ialah keramik, mika atau kertas.

Tabel 1. Dielektrikum kapasitor

Type	Range	Penggunaan
Ceramic	1pF-2.2μF	Filter, bypass
Mika	1pF-1μF	Timing,osilator
Metalized Foil	to 100μF	DC Blocking, power supply, filter
Polyester	0.001-100μF	sda
Polystyrene	10pF-10μF	Timing, Tuning circuit
Kertas	0.001-100μF	General purpose
Tantalum	0.001-1000μF	Bypass,coupling,DC Blocking
Alumunium	10-220.000μF	Filter coupling, bypass electrolic

Kapasitas kapasitor dinyatakan dalam Farad. Semakin besar Farad-nya maka semakin besar pula kapasitas dari kapasitor tersebut. Dalam rangkaian sering menjumpai kapasitor dengan satuan mikrofarad atau sepersatujuta Farad.

Contoh:

• 10μF adalah 10 per satujuta Farad
  
• 1nF adalah 1 per seribu mikroFarad
  
• 1pF adalah 1 per seribu nanoFarad
  

Kapasitor juga mempunyai tegangan kerja, biasanya pada rangkaian DC berkisar dari 3,3V sampai 25V. Jangan menggunakan kapasitor yang tegangan kerjanya lebih rendah dari tegangan kerja yang ditentukan, kalau lebih tinggi tidak apa-apa. Lebih baik memilih kapasitor yang tegangan kerjanya 10 - 15 persen lebih besar dari tegangan rangkaian.

Berbeda dengan resistor, untuk menentukan nilai kapasitor kita tidak menggunakan kode warna, tetapi menggunakan kode angka. Angka pertama dan kedua langsung di representasikan sebagai angka, sedangkan angka ketiga ialah banyaknya nol atau faktor pengali. Untuk lebih jelasnya silahkan lihat tabel 2.

Tabel 2. Kode Angka Kapasitor

Sama seperti resistor, kapasitor juga mempunyai nilai toleransi yang di lambangkan dengan huruf seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.

Tabel 3. Toleransi Nilai Kapasitor

Selain itu kapasitor juga mempunyai nilai tolrensi untuk tempratur (batas suhu maksimum dan minimum). Misalnya ada sebuah kapsitor mempunyai kode Y5P, maka maksudnya kapasitor tersebut bekerja pada suhu minimum -30 derajat C, suhu maksimum 85 derajat C dan 10% variasi kapasitansi pada cakupan suhu -30 derajat C sampai 85 derajat C. Lebih jelasnya dapat dilihat di tabel 4.

Tabel 4. Toleransi suhu kapasitor

Apabila kamu menemukan kapasitor berpolaritas seperti elco atau tantalum maka kamu harus menentukan kaki positif dan negatif dari kapasitor tersebut.
Biasanya kaki positif dari sebuah kapasitor lebih panjang dari kaki negatif, atau biasanya pada badan kapasitor terdapat anak panah yang menunjuk ke kaki negatif atau pada badan kapasitor terdapar tanda ( + ) yang melingkar dekat pada kaki postif kapasitor tersebut. Lebih jelas bisa dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. Kapasitor berpolaritas.

Dissipation Factor (DF) dan Impedansi (Z)

Dissipation Factor adalah besar persentasi rugi-rugi (losses) kapasitansi jika kapasitor bekerja pada aplikasi frekuensi. Besaran ini menjadi faktor yang diperhitungkan misalnya pada aplikasi motor phasa, rangkaian ballast, tuner dan lain-lain. Dari model rangkaian kapasitor digambarkan adanya resistansi seri (ESR) dan induktansi (L). Pabrik pembuat biasanya meyertakan data DF dalam persen. Rugi-rugi (losses) itu didefenisikan sebagai ESR yang besarnya adalah persentasi dari impedansi kapasitor Xc. Secara matematis di tulis sebagai berikut :

Gambar-4 : Faktor dissipasi

Dari penjelasan di atas dapat dihitung besar total impedansi (Z total) kapasitor adalah :

Gambar-5 : Impendansi Z

Karakteristik respons frekuensi sangat perlu diperhitungkan terutama jika kapasitor bekerja pada frekuensi tinggi. Untuk perhitungan respons frekuensi dikenal juga satuan faktor qualitas Q (quality factor) yang tak lain sama dengan 1/DF.

Read More

Nilai Resistor Untuk Pembatas Arus pada LED

Pada rangkaian elektronika yang menggunakan LED, biasanya dipasang sebuah resistor pada salah satu kaki LED untuk mencegah terjadinya kerusakan pada LED yang disebabkan oleh kelebihan Arus yang melewati resistor tersebut.

Untuk menghitung nilai dari resistor yang digunakan sebagai pembatas arus tersebut sebenarnya sangat sederhana. Atau jika rangkaianmu menggunakan tegangan 5V atau 12V, kamu bisa menggunakan tabel 1 untuk menentukan nilai resistor pembatas arus tersebut.

Kamu bisa memilih nilai resistor yang sedikit lebih besar tetapi akan mengakibatkan cahaya LED kurang terang. Sedangkan jika kamu memilih nilai resistor yang lebih kecil maka resikonya LED-nya cepat rusak. Jika kita mau menggunakan perhitungan yang lebih akurat, maka kamu harus mengetahui forward voltage drop yang melewati LED. Biasanya forward voltage drop yang melewati LED sekitar 1,5V tetapi untuk LED super terang biasanya 3,5V.

Persamaan yang digunakan ialah:

R = ( V_s - V_f ) / I_f

Dimana:

• R adalah Nilai Resistor yang ingin digunakan dalam OHM
  
• Vs adalah Besarnya Tegangan Supply dalam Volt
  
• Vf adalah Besarnya forward voltage drop dalam Volt
  
• If besarnya Arus forward yang diinginkan dalam Ampere
  

Nah, misalkan ada sebuah rangkaian dengan tegangan sumber sebesar 6 V, forward voltage drop dari LED 1,2V, Arus forward yang diinginkan untuk melewati LED sebesar 40mA, Berapakah resistor yang diperlukan untuk membatasi arus pada rangkaian tersebut?

R = ( V_s - V_f ) / I_f

R = ( 6V - 1,2V ) / 0,040A = 120 OHM

Selanjutnya kamu tinggal tentukan sendiri……………..

Read More

RESISTOR

Resistor merupakan salah satu komponen terpenting pada sebuah rangkaian elektronika. Resistor terdapat pada semua rangkaian elektronika. Beberapa fungsi dari Resistor ialah sebagai berikut:

• Membatasi arus listrik yang mengalir ke komponen lain.
  

  Beberapa komponen elektronika, misalnya LED (Light Emiting Diode) membutuhkan arus listrik agar bisa bekerja. Tetapi apabila arus yang mengalir pada LED tersebut terlalu besar maka dapat merusak LED tersebut. Anda dapat menggunakan resistor untuk mengatasi masalah ini.
  

• Mengurangi tegangan pada suatu bagian di rangkaian elektronika.
  

  Beberapa rangkaian elektronika membutuhkan tegangan kerja yang berbeda - beda pada setiap bagiannya. Hal ini dapat dengan mudah dilakukan dengan menggunakan resistor.
  

Sambungan resistor seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. merupakan rangkaian pembagi tegangan. Misalnya anda mempunyai 2 buah resistor yang nilainya sama, maka tegangan diantara kedua resistor tersebut ialah setengah dari tegangan yang menyuplai resistor tersebut.

Gambar 1. Resistor Sebagai Pembagi tegangan.

Nilai dari sebuah resistor dinyatakan dalam satuan Ohm, dan direpresentasikan dengan huruf dari abjad Yunani yaitu Ω (Omega). Semakin tinggi "Ohm" dari suatu resistor maka semakin besar pula resistansi dari resistor tersebut.Secara umum tipe resistor ada dua macam, yaitu Resistor tetap (fixed resistor) dan Resistor Variabel (variable resistor). Perbedaannya adalah sebagai berikut:

• Resistor tetap mempunyai nilai resistansi yang sudah ditentukan. Nilai resistor tersebut biasanya dibaca menggunakan kode warna. Kode warna dimulai pada gelang yang paling dekat dengan ujung resitor, kode warna biasanya terdiri atas 4, 5 atau bahkan 6 gelang warna, untuk lebih jelasnya Lihat gambar 2

Gambar 2. Kode warna yang digunakan untuk menentukan nilai resistor.

• Resistor variabel atau yang biasa disebut potensiometer memiliki tahanan yang dapat berubah - ubah secara kontinyu dari nilai resistansi yang paling rendah (minimum) sampai nilai resistansi yang paling besar (maksimum). Nilai maksimum potensiometer biasanya tercetak pada potensiometer itu sendiri.
  

Tidak semua resistor menggunakan kode warna. Kadang nilai resistor mungkin tercetak pada resistor itu sendiri tanpa menggunakan kode warna. Resistor seperti ini biasanya disebut precision resistor, nilai sebenarnya resistor ini sangat mendekati atau sama dengan apa yang tercetak pada resistor tersebut.

Membaca Kode Warna

Untuk dapat membaca kode warna, mari kita lihat tabel 1.

Tabel 1. Kode Warna Standard 4 Cincin.

Pedoman dalam menentukan urutan gelang warna :

1. Gelang pertama tidak berwarna hitam, emas, perak, atau tidak berwarna
2. Gelang terakhir ( toleransi ) jarak/spasinya lebih lebar dibanding dengan jarak gelang yang lain
3. Gelang pertama dibuat lebih lebar dari yang lain, apabila spasi antar gelang jaraknya sama

Daftar Kode warna resistor untuk 4 dan 5 gelang

Pemberian nilai untuk resistor karbon selalu dengan gelang kode warna, kecuali untuk resistor chip sudah memakai angka. Untuk resistor berbahan wire wounded selalu nilai ditulis langsung pada badan resistor.

Warna	Gelang 1	Gelang 2	Gelang 3	Multiplier	Toleransi
Hitam		0	0	1 Ohm
Coklat	1	1	1	10 Ohm	± 1 %
Merah	2	2	2	100 Ohm	± 2 %
Orange	3	3	3	1 K Ohm
Kuning	4	4	4	10 K Ohm
Hijau	5	5	5	100 K Ohm	± 0,5 %
Biru	6	6	6	1 M Ohm	± 0,25 %
Ungu	7	7	7	10 M Ohm	± 0,10 %
Abu-abu	8	8	8		± 0,05 %
Putih	9	9	9
Emas				0,1 Ohm	± 5 %
Perak				0,01 Ohm	± 10 %

Contoh pembacaan kode warna resistor 4 dan 5 warna :

1

Gelang 1 = Coklat ( 1 ) Gelang 2 = Hitam ( 0 ) Gelang 3 = Merah ( 102) Gelang 4 = emas ( 5 % ) Nilai resistor tersebut adalah : 10 X 102= 1000 Ω = 1 KΩ ± 5 %

contoh:

Gambar 3. Resistor dengan kode warna Merah, kuning, oranye, silver.

Contoh Resistor 4 Warna

Nilai dari resistor pada Gambar 3. diatas adalah:

Gelang Pertama : Merah = 2

Gelang Kedua : Kuning = 4

Gelang Ketiga ( Pengali ) : Oranye = 1000

Gelang Keempat ( Toleransi ) : Silver = 10 %

maka nilai resistor tersebut ialah (24 * 1000)Ω dengan toleransi 10 % atau 24KΩ + 10% .

atau

dengan contoh lain :

Nilai dari resistor yang memilikim kode warna Coklat, Hitam, Emas, Emas adalah:

Gelang Pertama : Coklat = 1

Gelang Kedua : Hitam = 0

Gelang Ketiga ( Pengali ) : Emas = 0.1

Gelang Keempat ( Toleransi ) : Emas = 5 %

maka nilai resistor tersebut ialah (10 * 0,1)Ω dengan toleransi 5 % atau 1Ω + 5% .

Contoh Resistor 5 Warna

Nilai dari resistor yang memiliki kode warna Merah, Kuning, Ungu, Orange, Silver adalah:

Gelang Pertama : Merah = 2

Gelang Kedua : Kuning = 4

Gelang Ketiga : Ungu = 7

Gelang Keempat ( Pengali ) : Oranye = 1000

Gelang Kelima ( Toleransi ) : Silver = 10 %

maka nilai resistor tersebut ialah (247 * 1000)Ω dengan toleransi 10 % atau 247KΩ + 10% .

atau

dengan contoh lain :

Nilai dari resistor yang memiliki kode warna Coklat, Hitam, Hitam, Merah, Emas adalah:

Gelang Pertama : Coklat = 1

Gelang Kedua : Hitam = 0

Gelang Ketiga : Hitam = 0

Gelang Keempat ( Pengali ) : Merah = 100

Gelang Kelima ( Toleransi ) : Emas = 5 %

maka nilai resistor tersebut ialah (100 * 100)Ω dengan toleransi 5 % atau 10KΩ + 5% .

(sumber: Electronics for Dummies, Gordon McComb and Earl Boysen).

Read More

Batas Ukur

A. Batas Ukur (Range)

1. Batas Ukur (Range) Kuat Arus : biasanya terdiri dari angka-angka; 0,25 – 25 – 500 mA. Untuk batas ukur (range) 0,25, kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 – 0,25 mA. Untuk batas ukur (range) 25, kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 – 25 mA. Untuk batas ukur (range) 500, kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 – 500 mA.
2. Batas Ukur (Range) Tegangan (ACV-DCV) : terdiri dari angka; 10 – 50 – 250 – 500 – 1000 ACV/DCV. Batas ukur (range) 10, berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 10 Volt. Batas ukur (range) 50, berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 50 Volt, demikian seterusnya.
3. Batas Ukur (Range) Ohm : terdiri dari angka; x1, x10 dan kilo Ohm (kW). Untuk batas ukur (range) x1, semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan W). Untuk batas ukur (range) x10, semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10 (pada satuan W). Untuk batas ukur (range) kilo Ohm (kW), semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan kW), Untuk batas ukur (range) x10k (10kW), semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10kW.

Membaca Papan Skala

maka dapat nilai yang terbaca dinyatakan dengan rumus :


Contoh
Jika Batas ukur 10 k maka nilai yang terukur pada skala diatas adalah....
yang ter baca 26 x 10 k = 260 k

Read More

Bagian bagian multimeter

Berikut ini bagian - bagian dari multimeter :

1. Papan Skala : digunakan untuk membaca hasil pengukuran. Pada papan skala terdapat skala-skala; tahanan/resistan (resistance) dalam satuan Ohm (Ω), tegangan (ACV dan DCV), kuat arus (DCmA), dan skala-skala lainnya.
2. Saklar Jangkauan Ukur : digunakan untuk menentukan posisi kerja Multimeter, dan batas ukur (range). Jika digunakan untuk mengukur nilai satuan tahanan (dalam W), saklar ditempatkan pada posisi W, demikian juga jika digunakan untuk mengukur tegangan (ACV-DCV), dan kuat arus (mA-mA). Satu hal yang perlu diingat, dalam mengukur tegangan listrik, posisi saklar harus berada pada batas ukur yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur. Misal, tegangan yang akan diukur 220 ACV, saklar harus berada pada posisi batas ukur 250 ACV. Demikian juga jika hendak mengukur DCV.
3. Sekrup Pengatur Posisi Jarum (preset) : digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol (sebelah kiri papan skala).
4. Tombol Pengatur Jarum Pada Posisi Nol (Zero Adjustment) : digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk mengukur nilai tahanan/resistan. Dalam praktek, kedua ujung kabel penyidik (probes) dipertemukan, tombol diputar untuk memosisikan jarum pada angka nol.
   
5. Lubang Kabel Penyidik : tempat untuk menghubungkan kabel penyidik dengan Multimeter. Ditandai dengan tanda (+) atau out dan (-) atau common. Pada Multimeter yang lebih lengkap terdapat juga lubang untuk mengukur h_fe transistor (penguatan arus searah/DCmA oleh transistor berdasarkan fungsi dan jenisnya), dan lubang untuk mengukur kapasitas kapasitor.

Video Tutorial Multimeter

Read More