Transistor

Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya.

Cara kerja semikonduktor

Pada dasarnya, transistor dan tabung vakum memiliki fungsi yang serupa; keduanya mengatur jumlah aliran arus listrik.

Untuk mengerti cara kerja semikonduktor, misalkan sebuah gelas berisi air murni. Jika sepasang konduktor dimasukan kedalamnya, dan diberikan tegangan DC tepat dibawah tegangan elektrolisis (sebelum air berubah menjadi Hidrogen dan Oksigen), tidak akan ada arus mengalir karena air tidak memiliki pembawa muatan (charge carriers). Sehingga, air murni dianggap sebagai isolator. Jika sedikit garam dapur dimasukan ke dalamnya, konduksi arus akan mulai mengalir, karena sejumlah pembawa muatan bebas (mobile carriers, ion) terbentuk. Menaikan konsentrasi garam akan meningkatkan konduksi, namun tidak banyak. Garam dapur sendiri adalah non-konduktor (isolator), karena pembawa muatanya tidak bebas.

Silikon murni sendiri adalah sebuah isolator, namun jika sedikit pencemar ditambahkan, seperti Arsenik, dengan sebuah proses yang dinamakan doping, dalam jumlah yang cukup kecil sehingga tidak mengacaukan tata letak kristal silikon, Arsenik akan memberikan elektron bebas dan hasilnya memungkinkan terjadinya konduksi arus listrik. Ini karena Arsenik memiliki 5 atom di orbit terluarnya, sedangkan Silikon hanya 4. Konduksi terjadi karena pembawa muatan bebas telah ditambahkan (oleh kelebihan elektron dari Arsenik). Dalam kasus ini, sebuah Silikon tipe-n (n untuk negatif, karena pembawa muatannya adalah elektron yang bermuatan negatif) telah terbentuk.

Selain dari itu, silikon dapat dicampur dengan Boron untuk membuat semikonduktor tipe-p. Karena Boron hanya memiliki 3 elektron di orbit paling luarnya, pembawa muatan yang baru, dinamakan "lubang" (hole, pembawa muatan positif), akan terbentuk di dalam tata letak kristal silikon.

Dalam tabung hampa, pembawa muatan (elektron) akan dipancarkan oleh emisi thermionic dari sebuah katode yang dipanaskan oleh kawat filamen. Karena itu, tabung hampa tidak bisa membuat pembawa muatan positif (hole).

Dapat disimak bahwa pembawa muatan yang bermuatan sama akan saling tolak menolak, sehingga tanpa adanya gaya yang lain, pembawa-pembawa muatan ini akan terdistribusi secara merata di dalam materi semikonduktor. Namun di dalam sebuah transistor bipolar (atau diode junction) dimana sebuah semikonduktor tipe-p dan sebuah semikonduktor tipe-n dibuat dalam satu keping silikon, pembawa-pembawa muatan ini cenderung berpindah ke arah sambungan P-N tersebut (perbatasan antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n), karena tertarik oleh muatan yang berlawanan dari seberangnya.

Kenaikan dari jumlah pencemar (doping level) akan meningkatkan konduktivitas dari materi semikonduktor, asalkan tata-letak kristal silikon tetap dipertahankan. Dalam sebuah transistor bipolar, daerah terminal emiter memiliki jumlah doping yang lebih besar dibandingkan dengan terminal basis. Rasio perbandingan antara doping emiter dan basis adalah satu dari banyak faktor yang menentukan sifat penguatan arus (current gain) dari transistor tersebut.

Tutorial simulasi menggunakan proteus

Tutorial simulasi menggunakan proteus

A. CARA PENGOPERASIAN PROTEUS
 
1. Klik Start Menu-->Program -->Proteus 7 profesional -->Isis 7 profesional.
2. Klik component mode untuk mencari komponen yang dibutuhkan dan kemudian klik button P di sebelah kiri.
3. Apabila langkah dua benar, maka muncul jendela Pick devices seperti dibawah ini :

4. Pilih komponen yang anda butuhkan misalnya resistor 0,6 Watt metal film 100K. maka caranya seperti gambar dibawah ini :

Keterangan :
Klik tulisan resistor pada bagian kiri atas è kemudian pilih “0,6 watt metal film” è dan pilih nilai 100K.
5. Pada bagian kiri atas akan muncul daftar komponen baru yang telah dipilih.

6. Klik pada Minres100k lalu place pada form yang tersedia :

7. Klik kiri untuk meletekkan komponen :

8. Pilih lagi komponen yang anda butuhkan dan rangkailah sesuai keinginan anda.
9. Apabila anda menggunakan komponen mikrokontroler atau komponen yang memerlukan software untuk menjalankannya maka cara mendownload softwarenya adalah sebagai berikut :
a. Doblle klik komponen mikrokontroller dan akan muncul jendela baru seperti dibawah ini :

b. Klik file search pada bagian program file dan kemudian muncul lagi jendela baru seperti dibawah ini :

Pilih file.exe yang diinginkan lalu klik open.
c. Komponen sudah selesai di download.
10. Apabila anda ingin membuat PCB dari skema yang ada maka klik toolbar pada bagian kanan atas yang bertuliskan ares.

11. Secara otomatis ares akan terbuka.
12. Letakkan komponen sesuai keinginan anda.
13. Klik autorouter untuk membuat jalur secara otomatis.

14. Dan muncul jendela baru :

15. Klik begin routing, dan hasil routing pertama adalah sebagai berikut :

16. Ulangi lagi sampai hasil routing sesuai dengan yang anda inginkan.
17. Selamat mencoba.

Alat Ukur

Alat Ukur

A. VOLTMETER
                

Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik. Dengan ditambah alat multiplier akan dapat meningkatkan kemampuan pengukuran alat voltmeter berkali-kali lipat.

Gaya magnetik akan timbul dari interaksi antar medan magnet dan kuat arus. Gaya magnetic tersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur voltmeter bergerak saat ada arus listrik. Semakin besar arus listrik yang mengelir maka semakin besar penyimpangan jarum yang terjadi.

B. AVOMETER

Avometer analog dan avometer digital

AVO meter sangat penting fungsinya dalam setiap pekerjaan elektronika karena dapat membantu menyelesaikan pekerjaan dengan mudah dan cepat, Tetapi sebelum mempergunakannya, para pemakai harus mengenal terlebih dahulu jenis-jenis AVO meter dan bagaimana cara menggunakannya agar tidak terjadi salah pakai dan akan merusakkan AVO meter tersebut.

Berdasarkan prinsip kerjanya ada dua jenis AVO meter yaitu :
1. AVO meter Digital
2. AVO meter Analog / Moving coil

Kedua jenis ini tentu saja berbeda satu dengan lainnya, tetapi ada beberapa kesamaan dalam hal operasionalnya, misal sumber tenaga yang dibutuhkan berupa baterai DC dan probe/kabel penyidik warna merah dan hitam.

Pada AVO meter digital, hasil pengukuran dapat terbaca langsung berupa angka-angka (digit), sedangkan AVO meter analog tampilannya menggunakan pergerakan jarum untuk menunjukkan skala. Sehingga untuk memperoleh hasil ukur, harus dibaca berdasarkan range atau divisi.

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ANTENA YAGI ½ λ

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ANTENA YAGI ½ λ

Antena Yagi adalah salah satu contoh antena yang banyak dipakai oleh masyarakat. Antena Yagi terdiri dari antena dipole lipat (folded dipole) setengah gelombang (½λ) yang ditambah pemantul (reflector) dibelakangnya dan beberapa pengarah (director) di depannya. Pada frekuensi UHF (Ultra High Frequency) biasanya digunakan antena Yagi yang menggunakan reflektor bidang sudut. Bidang sudut di sini maksudnya adalah suatu permukaan baik berupa jala-jala dari kawat alumunium maupun dari permukaan berupa lembaran alumunium yang membentuk bidang sudut. Dari uraian di atas timbul permasalahan adakah perbedaan penguatan sinyal antara antena UHF jenis Yagi ½λ yang menggunakan reflektor bidang sudut permukaan kawat alumunium bentuk jala-jala dengan antena UHF jenis Yagi ½λ yang menggunakan reflektor bidang sudut permukaan lembaran alumunium padat pada daerah berpenghalang (deep fringe area).

Rumus perkiraan untuk menghitung panjang elemen dan spacing antena Yagi dua elemen adalah sebagai berikut :

Untuk mendapatkan panjang gelombang (λ) berlaku persamaan

λ = c/f, dengan c = 3.108 meter/detik.

Driven elemen 145 / f (dalam MHz) meter.

Director 137 / f (dalam MHz) meter.

Spacing 36.6 / f (dalam MHz) meter.

Jarak masing-masing elemen pada antena Yagi adalah sebagai

berikut :

Jarak reflektor ke driver = 0,35λ

Jarak driver ke direktor 1 = 0,14λ

Jarak direktor 1 ke direktor 2 = 0,18λ

Jarak direktor 2 ke direktor 3 = 0,25λ

Jarak direktor 3 ke direktor 4 = 0,27λ

Jarak direktor 4 ke direktor 5 = 0,30λ

Panjang driver adalah ½ λ, dengan λ adalah c/f. Jadi ½ (c/f) atau ½ (3 . 108)/f = 150/f meter, frekuensi dalam MHz. Ini adalah panjang listrik atau panjang ruang bebas bagi antena tersebut (electrical length/free space length). Antena terbentang antara tanah dan udara. Antena membutuhkan penyekat terhadap tanah. Udara dan penyekat menyebabkan efek kapasitif sehingga mempengaruhi kecepatan rambat gelombang elektromagnet. Oleh karena itu, panjang antena ½ λ dikoreksi dengan faktor K menjadi (150 K/f) meter dan ini adalah panjang mekanik (LDE) atau panjang fisik antena (physical length). Besar nilai K dapat dilihat pada grafik 1, yaitu tergantung pada besar perbandingan ½ λ terhadap diameter batang konduktor (bahan antena). Semakin besar diameter batang konduktor, semakin kecil perbandingan ½ λ terhadap diameter batang konduktor, dan semakin kecil nilai K, sehingga ukuran panjang antena semakin pendek.

Antena Yagi menggunakan antena dua kutub yang selanjutnya disebut driven element, ditambah dengan beberapa elemen parasitik. Elemen parasitik berguna untuk menaikkan efisiensi daya dan mengarahkan radiasi pada satu sisi.