Komponen Elektronika Aktif dan Pasif

Komponen Elektronika Aktif adalah jenis komponen elektronika yang memerlukan arus eksternal untuk dapat beroperasi dengan kata lain, komponen elektronika aktif hanya dapat berfungsi apabila mendapatkan sumber arus listrik dari luar(eksternal). Komponen elektronika yang digolongkan komponene aktif ialah Dioda, Transistor dan Ic (Intragrated Circuit) yang terbuat dari bahan semikonduktor seperti silikon., germanium, selenium dan metel oxides.

i.          Transistor

Transistor adalah sebuah komponen elektronika yang digunakan untuk penguat, sebagai sirkuit pemutus, sebagai penyambung, sebagai stabilitas tegangan, modulasi sinyal dan lain-lain. Fungsi transistor juga sebagai kran listrik, yang dimana berdasarkan tegangan inputnya, memungkinkan pangalihaan listrik yang akurat yang berasal dari sumber listrik. Itulah definisi dari transistor.

v Fungsi transistor

Adapun fungsi dari transistor diantaranya sebagaimana di bawah ini:

a.    Transistor sebagai saklar elektronik,yaitu dengan mengatur bias dari sebuah transistor sampai transistor jenuh maka didapat hubungan singkat antar kaki konektor dan emitor, dengan memanfaatkan kejadian ini maka transistor bisa digunakan sebagai saklar.

b.    Transistor sebagai penguat arus,lalu fungsi dari transistor lainnya adalah dapat di gunakan sebagai penguat arus. Dengan fungsi ini transistor dapat digunakan sebagai rangkaian power supply tentunya dengan tegangan yang di setting. Untuk dapat digunakan sebagai fungsi penguat arus transistor harus dibias tegangan yang constant pada basisnya, agar pada emitor keluar tegangan yang tetap. Umumnya untuk dapat tegangan basis agar tetap digunakan diode zener.

c.    Transistor sebagai penguat sinyal AC,Adapun fungsi transistor yang yang lainnya adalah sebagai penguat sinyal AC, dan lain-lain.

v Secara umum, transistor dapat di beda-bedakan berdasarkan banyak kategori, diantarnaya seperti di bawah ini:

·      Berdasarkan tipe diantaranya seperti: UJT, BJT, JFET, IGBT, IGFET (MOSFET), HBT, VMOSFET, MISFET, HEMT, MESFET, dan lain sebagainya.

·      Berdasarkan materi semikonduktor, diantaranya germanium, silikon dan gallium arsenide

·      Berdasarkan kemasan fisiknya, diantarnya seperti: IC, through hole metal, surface mount, through hole plastic dan lain sebagainya.

·      Berdasarkan polaritas diantaranya seperti: PNP atau P-channel dan NPN atau N-channel.

·      Berdasarkan maximum kapasitas daya, diantaranya seperti: Low power, medium power dan high power.

·      Berdasarkan maximum frekwensi kerja, yang diantaranya: Low, medium, atau high frequency, RF transistor, Microwave, dan lain sebagainya.

·      Berdasarkan aplikasi yang diantaranya seperti: Saklar, amplifier, audio, general purpose, tegangan tinggi dan lain sebagainya

2.    Dioda

Dioda merupakan komponen semikonduktor yang paling sederhana. Kata dioda berasal dari pendekatan kata yaitu dua elektroda yang mana (di berarti dua) mempunyai dua buah elektroda yaitu anoda dan katoda. Dioda termasuk kedalam ketegori komponen elektronika aktif. Dioda terbentuk dari bahan semikonduktor tipe P dan N yang digabungkan. Dengan demikian dioda sering disebut PN junction. Dioda memiliki sifat dapat menghantarkan arus pada tegangan maju, serta menghambat arus pada tegangan balik (penyearah). Dioda memiliki dua kaki, yakni kaki anoda dan kaki katoda. Secara sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah katup, dimana katup tersebut akan terbuka manakala air yang mengalir dari belakang katup menuju kedepan, sedangkan katup akan menutup oleh dorongan aliran air dari depan katup.

Dioda disempurnakan oleh William Henry Eccles pada tahun 1919 dan mulai memperkenalkan istilah diode yang artinya dua jalur tersebut, walaupun sebelumnya sudah ada dioda kristal (semikonduktor) yang dikembangkan oleh peneliti asal Jerman yaitu Karl Ferdinan Braun pada tahun 1874, dan dioda termionik pada tahun 1873 yang dikembangkan lagi prinsip kerjanya oleh Frederic Gutherie.

Adapun simbol dioda yaitu terdapat sebuah panah yang dilengkapi garis melintang di ujung panah tersebut. Maksud dari panah disini adalah bahwa dia adalah pin/kaki positif (+) sedangkan garis melintang diibaratkan pin/kaki Negatif (-). Berikut ini adalah simbolnya :

v Fungsi Dioda

Secara umum memang fungsi dioda adalah untuk menyearahkan suatu arus listrik dalam sebuah rangkaian. Namun ada beberapa fungsi lain yang juga terdapat pada dioda jenis tertentu yang tak semua orang tahu. Oleh karena itu berikut ini saya akan berikan fungsi-fungsi lain dari dioda :

·      Dioda berfungsi sebagai penyearah arus listrik (untuk dioda bridge)

·      Dioda berfungsi sebagai penstabil tegangan (untuk dioda zener)

·      Dioda berfungsi sebagai pengaman atau sekering

·      Dioda berfungsi sebagai rangkaian clipper untuk memangkas level sinyal yang keluar batas

·      Dioda berfungsi sebagai rangkaian clamper untuk menambah komponen DC pada sinyal AC

·      Dioda berfungsi sebagai pengganda tegangan

·      Dioda berfungsi sebagai indikator (untuk LED)

·      Dioda berfungsi sebagai sensor panas

·      Dioda berfungsi sebagai sensor cahaya (untuk dioda photo)

·      Dioda berfungsi sebagai rangkaian VCO (untuk dioda varactor)

v Jenis-Jenis Dioda

Dioda yang sering kita lihat adalah dioda biasa yang berbentuk slinder warna hitam dan terdapat gelang perak di salah satu sisi badannya. Disamping itu banyak jenis-jenis dari dioda yang terdapat dipasaran yang tidak kamu ketahui. Berikut ini akan saya berikan define dari jenis-jenis dioda :

a.    Dioda Penyearah / Rectifire (Dioda Biasa)

Dioda jenis ini ada dua macam yaitu silikon dan germanium. Dioda silikon mempunyai tegangan maju 0.6 V sedangkan dioda germanium 0.3 V. Dioda jenis ini mempunyai beberapa batasan tertentu tergantung spesifikasi. Batasan batasan itu seperti batasan tegangan reverse, frekuensi, arus, dan suhu. Tegangan maju dari dioda akan turun 0.025 V setiap kenaikan 1 derajat dari suhu normal. 

b.    Dioda Zener

Fungsi dari dioda zener adalah sebagai penstabil tegangan. Selain itu dioda zener juga dapat dipakai sebagai pembatas tegangan pada level tertentu untuk keamanan rangkaian.

c.    LED (Light Emitting Diode)

LED adalah singkatan dari Light Emitting 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 mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang dipakai adalah gallium, arsenic dan phosphorus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

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

d.    Dioda Cahaya (Photo Diode)

Dioda jenis ini merupakan dioda yang peka terhadap cahaya, yang bekerja pada pada daerah-daerah reverse tertentu sehingga arus cahaya tertentu saja yang dapat melewatinya, dioda ini biasa dibuat dengan menggunakan bahan dasar silikon dan geranium. Dioda cahaya saat ini banyak digunakan untuk alarm, pita data berlubang yang berguna sebagai sensor, dan alat pengukur cahaya (Lux Meter). Dalam kondisi cahaya gelap, arus yang mengalir pada dioda photo berbahan dasar germanium sekitar 10 ampere, sedangkan untuk dioda yang berbahan dasar silikon sebesar 1 ampere.

e.    Dioda Varactor (Dioda Kapasitas)

Dioda varactor adalah sebuah kapasitor yang kapasitansinya ditentukan oleh tegangan yang masuk. Contoh penerapannya pada pesawat TV, pesawat radio FM, pesawat telekomunikasi yang bekerja pada frekwensi tinggi.

Dioda jenis ini merupakan dioda yang unik, karena dioda ini memiliki kapasitas yang dapat berubah-ubah sesuai dengan besar kecilnya tegangan yang diberikan kepada dioda ini, contohnya jika tegangan yang diberikan besar, maka kapasitasnya akan menurun,berbanding terbalik jika diberikan tegangan yang rendah akan semakin besar kapasitasnya, pembiasan dioda ini secara reverse. Dioda jenis ini banyak digunakan sebagai pengaturan suara pada televisi, dan pesawat penerima radio.

Kelebihan dari dioda ini adalah mampu menghasilkan nilai kapasitansi tertentu sesuai dengan besar tegangan yang diberikan kepadanya. Dengan dioda ini maka sistem penalaan digital pada sistem transmisi frekuensi tinggi mengalami kemajuan pesat, seperti pada radio dan televisi. Contoh sistem penalaan dengan dioda ini adalah dengan sistem PLL (Phase lock loop), yaitu mengoreksi oscilator dengan membaca penyimpangan frekuensinya untuk kemudian diolah menjadi tegangan koreksi untuk oscilator. Dioda varactor dibias reverse.

f.     Dioda SCR (SCHOTTKY)

Dioda SCR singkatan dari Silicon Control Rectifier. Adalah Dioda yang mempunyai fungsi sebagai pengendali. SCR atau Tyristor masih termasuk keluarga semikonduktor dengan karateristik yang serupa dengan tabung thiratron. Sebagai pengendalinya adalah gate(G).SCR sering disebut Therystor. SCR sebetulnya dari bahan campuran P dan N. Isi SCR terdiri dari PNPN (Positif Negatif Positif Negatif) dan biasanya disebut PNPN Trioda.

Dioda yang mempunyai fungsi sebagai pengendali. SCR dapat digunakan sebagai pengatur motor DC bertegangan besar dengan mengatur tegangan Gate. SCR dibagi

g.    Dioda germanium

h.    Dioda silicon

i.      Dioda selenium 

3.    IC (Integrated Circuit)

Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen elektronik yang dibuat dari bahan semi conductor, dimana IC merupakan gabungan dari beberapa komponen seperti Resistor, Kapasitor, Dioda dan Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil, IC digunakan untuk beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang berukuran relatif kecil. Sebelum ditemukannya IC, peralatan Elektronik saat itu umumnya memakai Tabung Vakum sebagai komponen utama yang kemudian digantikan oleh Transistor yang memiliki ukuran yang lebih kecil. Tetapi untuk merangkai sebuah rangkaian Elektronika yang rumit dan kompleks, memerlukan komponen Transistor dalam jumlah yang banyak sehingga ukuran perangkat Elektronika yang dihasilkannya pun berukuran besar dan kurang cocok untuk dapat dibawa berpergian (portable).

Teknologi Integrated Circuit (IC) atau Sirkuit Terpadu ini pertama kali diperkenalkan pada tahun 1958 oleh Jack Kilby yang bekerja untuk Texas Instrument, setengah tahun kemudian Robert Noyce berhasil melakukan fabrikasi IC dengan sistem interkoneksi pada sebuah Chip Silikon. Integrated Circuit (IC) merupakan salah satu perkembangan Teknologi yang paling signifikan pada abad ke 20. Mungkin Tanpa adanya Komponen IC (Integrated Circuit) kamu saat ini tidak dapat menikmati peralatan Elektronika seperti Handphone, Laptop, PC, Konsol Game Portable, Kamera Digital dan peralatan Elektronika-elektronika lainnya yang bentuknya kecil dan dapat dibawa bepergian kemana-mana.

v Fungsi IC

Banyak sekali fungsi dari komponen elektronika yang satu ini, beda jenis & tipe maka beda pula fungsi , dan cara kerjanya, Ada beberapa yang harus kamu tahu fungsi secara umum dari IC, berikut ini adalah fungsinya:

1.      Mengatur tegangan input dan out put

2.      Sebagai jantung pada suatu rangkaian. Karena IC-lah yang mengatur kerja dari setiap blok rangkaian dengan membagi tugas masing-masing blok rangkaian tertentu.

3.      Penguat Daya (Power Amplifier)

4.      Penguat Sinyal (Signal Amplifier)

5.      Penguat Operasional (Operational Amplifier / Op Amp)

6.      Penguat Sinyal Mikro (Microwave Amplifier)

7.      Penguat RF dan IF (RF and IF Amplifier)

8.      Voltage Comparator

9.      Multiplier

10.  Penerima Frekuensi Radio (Radio Receiver)

11.  Regulator Tegangan (Voltage Regulator)

v Jenis-jenis IC

Jenis IC terbagi menjadi 2 kategori, yaitu IC Digital, dan IC Linear. Berikut ini Jenis-jenis IC dan penjelasnnya :

·      IC Linear

IC Linear bias juga disebut dengan IC Analog, IC linear pada umumnya menggunakan sinyal sinusoida dan berfungsi sebagai amplifier(penguat). IC linear tidak melakukan fungsi logic seperti halnya IC-TTL maupun C-MOS dan yang paling populer IC linier didesain untuik dikerjakan sebagai penguat tegangan. Dalam kemasan IC linier terdapat rangkaian linier, diman kerja rangkaiannya akan bersifat proporsional atau akan mengeluarkan output yang sebanding dengan inputnya. Berikut ini beberapa jenis IC yang masuk kedalam kategori IC Linear:

a.    IC Op-Amp

Disebut amplifier operasional atau op-amp merupakan salah satu jenis IC analog yang berfungsi sebagai rangkaian penguat. mempunyai dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional (Op-Amp) dikemas dalam suatu rangkaian terpadu (integrated circuit-IC). Salah satu tipe operasional amplifier (Op-Amp) yang populer adalah LM741. IC Op-Amp terdapat batasan-batasan penting yang perlu diperhatikan.

(-) Pertama, tegangan maksimum power supply tidak boleh melebihi rating maksimum, karena akan merusak IC.

(-) Kedua, tegangan output dari IC op amp biasanya satu atau dua volt lebih kecil dari tegangan power supply. Sebagai contoh, tegangan swing output dari suatu op amp dengan tegangan supply 15 V adalah ±13V.

(-) Ketiga, arus output dari sebagian besar op amp memiliki batas pada 30mA, yang berarti bahwa resistansi beban yang ditambahkan pada output op amp harus cukup besar sehingga pada tegangan output maksimum, arus output yang mengalir tidak melebihi batas arus maksimum.

b.    IC power adaptor (regulator)

IC Power merupakan jenis IC yang beroperasi pada catu daya . Umumnya , IC power digunakan pada rangkaian regulator, adaptor dan power supply. Pada umumnya catu daya selalu dilengkapi dengan regulator tegangan. Tujuan pemasangan regulator tegangan pada catu daya adalah untuk menstabilkan tegangan keluaran apabila terjadi perubahan tegangan masukan pada catu daya. Fungsi lain dari regulator tegangan adalah untuk perlindungan dari terjadinya hubung singkat pada beban.

c.    IC silinder

Bentuk IC jenis ini adalah silinder dan banyak digunakan pada rangkaian penguat pesawat CB (Citizen Band) atau HT (Held Tranceived). IC jenis ini mempunyai tingkat ketahanan dan keawetan lebih lama dari pada jenis IC penguat yang lain.

d.    IC Timer 555

IC timer 555 merupakan IC linier yang berfungsi sebagai rangkaian pewaktu monostable dan osilator estable. IC 555 merupakan jenis IC yang terkenal didalam dunia elektronika analog/linier. Pada penggunaannya. Pada dasarnya aplikasi utama IC NE555 ini digunakan sebagai timer (Pewaktu) dengan operasi rangkaian monostable dan Pulse Generator (Pembangkit Pulsa) dengan operasi rangkaian astable. Selain itu, dapat juga digunakan sebagai Time Delay Generator dan Sequential Timing. Praktisnya, fungsi dan aplikasi IC NE555 ini banyak sekali digunakan diantaranya sebagai pengatur alarm, sebagai penggerak motor DC, bisa digabungkan dengan IC TTL (Transistor-transistor Logic) dan sebagai input jam digital, bisa juga dimanfaatkan dalam rangkaian saklar sentuh, dan jika digabungkan dengan infra merah ataupun ultrasonic, NE555 ini bisa dijadikan sebagai pemancar atau remote control.

·      IC Digital

Perbedaan utama dari IC Linear dengan Digital ialah fungsinya, dimana IC digital beroperasi dengan menggunakan sinyal kotak (square) yang hanya ada dua kondisi yaitu 0 atau 1 dan berfungsi sebagai switch/saklar, sedangkan IC linear pada umumnya menggunakan sinyal sinusoida dan berfungsi sebagai amplifier(penguat). IC linear tidak melakukan fungsi logic seperti halnya IC-TTL maupun C-MOS dan yang paling populer IC linier didesain untuik dikerjakan sebagai penguat tegangan. Dalam IC digital, suatu titik elektronis yang berupa seutas kabel atau kaki IC, akan mewujudkan salah satu dari dua keadaan logika, yaitu logika ‘0’ (nol, rendah) atau logika ‘1’ (satu, tinggi). Suatu titik elektronis mewakili satu ‘binary digit’ atau biasa disingkat dengan sebutan ‘bit’. Binary berarti sistem bilangan ‘dua-an’, yakni bilangan yang hanya mengenal dua angka, 0 dan 1.

Ada Beberapa Jenis IC yang termasuk Kedalam kategori IC Digital, yaitu sebagai Berikut :

1.      TTL (Transistor transistor Logic)

IC yang paling banyak digunakan secara luas saat ini adalah IC digital yang dipergunakan untuk peralatan komputer, kalkulator dan system kontrol elektronik. IC digital bekerja dengan dasar pengoperasian bilangan Biner Logic(bilangan dasar 2) yaitu hanya mengenal dua kondisi saja 1(on) dan 0(off). Jenis IC digital terdapat 2(dua) jenis yaitu TTL dan CMOS. Jenis IC-TTL dibangun dengan menggunakan transistor sebagai komponen utamanya dan fungsinya dipergunakan untuk berbagai variasi Logic, sehingga dinamakan Transistor. Berikut jenis TTL :

Ø Microprocesor

Microprocessor adalah alat pemroses data yang merupakan pengembangan dari teknologi pembuatan Integrated Circuit (IC), Ada beberapa peristilahan yang dipakai untuk menunjukan tingkat kepadatan (density) dari suatu chip IC, yaitu Small Scale Integration (SSImengemas beberapa puluh transistor), Medium Scale Integration (MSI-mengemas sampai beberapa ratus transistor), dan sekarang yang sedang berkembang adalah Very Large Scale Integration (VLSImengemas puluhan ribu sampai jutaan transistor). 

Ø C-MOS (Complementary with MOSFET)

Selain TTL, jenis IC digital lainnya adalah C-MOS (Complementary with MOSFET) yang berisi rangkaian yang merupakan gabungan dari beberapa komponen MOSFET untuk membentuk gate-gate dengan fungsi logic seperti halnya IC-TTL. Dalam satu kemasan IC C-MOS dapat berisi beberapa macam gate(gerbang) yang dapat melakukan berbagai macam fungsi logic seperti AND,NAND,OR,NOR,XOR serta beberapa fungsi logic lainnya seperti Decoders, Encoders, Multiflexer dan Memory.
Mempunyai salah satu ciri dengan tegangan input lebih fleksibel yaitu antara 3,5 Volt sampai 15 Volt akan tetapi, tegangan input yang melebihi 12 Volt akan memboroskan daya. Ada beberapa hal yang perlu dilakukan untuk menghindari kerusakan pada IC CMOS sebelum dipasangkan kedalam rangkaian. Hal ini perlu dilakukan karena walaupun dari pabrik telah diberi proteksi berupa dioda dan resistor dijalan masuknya namun usaha ini belum menjamin seratus prosen.

v Kelebihan Dan Kelemahan IC

A.  Kelebihan

Selain ukuran dan berat IC yang kecil dan ringan, IC juga memberikan keuntungan lain yaitu bila dibandingkan dengan sirkit-sirkit keonvensional yang banyak menggunakan komponen, IC dengan sirkit yang relatif kecil hanya mengkonsumsi sedikit sumber tenaga dan tidak menimbulkan panas berlebih sehingga tidak membutuhkan pendinginan (cooling system).

B.  Kelemahan

Kelemahan IC antara lain adalah keterbatasannya di dalam menghadapi kelebihan arus listrik yang besar, dimana arus listrik berlebihan dapat menimbulkan panas di dalam komponen, sehingga komponen yang kecil seperti IC akan mudah rusak jika timbul panas yang berlebihan. Demikian pula keterbatasan IC dalam menghadapi tegangan yang besar, dimana tegangan yang besar dapat merusak lapisan isolator antar komponen di dalam IC Contoh kerusakan misalnya, terjadi hubungan singkat antara komponen satu dengan lainnya di dalam IC, bila hal ini terjadi, maka IC dapat rusak dan menjadi tidak berguna.