Blogger Parangtritis

sukuri semua yang kita miliki di dunia ini dari ujung rambut hingga ujung kakimu
karena seburuk apapun keadaanmu masih akan ada yang lebuh buruk .,.,
lihat teman kita yang satu ini tetap semangat walau keadaan yang krkurangan



tidak ada manusia yang sempurna,,,!Description: semua orang suka bola Rating: 4.5 Reviewer: seputarwisata.com - ItemReviewed: semua orang suka bola

Description: 3 RANGKAIAN ARUS SEARAH Rating: 4.5 Reviewer: seputarwisata.com - ItemReviewed: 3 RANGKAIAN ARUS SEARAH

1. Bentuk Gelombang lsyarat (signal)

Isyarat adalah merupakan informasi dalam bentuk perubahan arus atau tegangan. Perubahan bentuk isyarat terhadap fungsi waktu atau bentuk gelombang merupakan bagian yang sangat panting pada elektronika. Tegangan searah atau kontinu dihasilkan oleh sebuah baterai generator arus DC. Arus undakan (step) mengalir saat sebuah saklar dinyalakan yang menghasilkan tegangan searah, misalnya saat sebuah radio dinyalakan. Arus pulsa jika sebuah saklar dinyalakan (ON) kemudian dimatikan (OFF), digunakan untuk sistem informasi pada komputer. Gelombang gergaji naik secara linier kemudian reset. Arus eksponensial (menurun) mengalir saat energi disimpan dalam medan listrik pada suatu kapasitor dan dibiarkan bocor melalui sebuah resistor. Tegangan sinus diperoleh saat sebuah kumparan diputar dengan kecepatan konstan pada suatu medan listrik.



2. Kapasitor

Pada dasarnya sebuah kapasitor merupakan dua keping konduktor yang dipisahkan oleh suatu insulator (udara, hampa udara atau suatu material tertentu). Secara skematis sebuah kapasitor keping sejajar dapat digambarkan seperti pada gambar 2. Misalkan tegangan DC dikenakan pada kedua keping seperti ditunjukkan pada gambar 2. Karena kedua keping tersebut dipisahkan oleh suatu insulator, pada dasarnya tidak ada elektron yang dapat menyeberang celah di antara kedua keping. Pada saat baterai belum terhubung, kedua keping akan bersifat netral (belum temuati). Saat baterai terhubung, titik dimana kawat pada ujung kutub negatif dihubungkan akan menolak elektron, sedangkan titik dimana kutub positif terhubungkan menarik elektron. Elektron-elektron tersebut akan tersebar ke seluruh keping kapasitor. Sesaat, elektron mengalir ke dalam keping sebelah kanan dan elektron mengalir keluar dari keping sebelah kiri; pada kondisi ini arus mengalir melalui kapasitor walaupun sebenamya tidak ada elektron yang mengalir melalui celah kedua keping tersebut. Setelah bagian luar dari keping termuati, berangsur-angsur akan menolak muatan baru dari baterai. Karenanya arus pada keping tersebut akan menurun besarnya terhadap waktu sampai kedua keping tersebut berada pada tegangan yang dimiliki baterai. Keping sebelah kanan akan memiliki kelebihan elektron yang terukur dengan muatan -Q dan pada keping sebelah kiri temuati sebesar +Q. Besarnya muatan Q ini karenanya proporsional dengan V atau Q ∝ V.



3. Induktor

Telah diketahui bahwa elektron yang bergerak atau arus listrik yang mengalir akan menghasilkan medan magnet. Namm kebalikannya untuk menghasilkan arus listrik (arus induksi) perlu dilakukan perubahan medan magnet. Percobaan yang sangat sederhana dapat dilakukan seperti diskemakan pada gambar 3. Saat saklar (switch) ditutup dan arus mengalir secara tetap pada kumparan di bagian bawah, maka tidak ada arus induksi yang mengalir pada kumparan bagian atas. Namun sesaat saklar ditutup (atau dibuka) sehingga medan magnet yang dihasilkan berubah, maka voltmeter akan menunjukkan adanya perubahan tegangan induksi. Besamya tegangan yang dihasilkan adalah sebanding dengan perubaban arus induksi, dapat dituliskan sebagai:

v = L di / dt

dimana harga proporsinalitas L disebut induksi diri atau induktansi dengan satuan henry (H).



4. Arus Transien pada Rangkaian RC

Jika mula-mula saklar berada pada posisi 1 dalam waktu yang relatif lama maka kapasitor akan termuati sebesar V volt. Pada keadaan ini kita catat sebagai t = 0. Saat saklar dipindah ke posisi 2, muatan kapasitor mulai dilucuti (discharge) sehingga tegangan pada kapasitor tersebut mulai menurun. Saat tegangan pada kapasitor mulai menurun, energi yang tersimpan akan dilepas menjadi panas melalui resistor. Karena tegangan pada kapasitor adalah sama dengan tegangan pada resistor maka arus yang lewat rangkaian juga akan menurun. Proses ini terus berlangsung sampai seluruh muatan terlucuti atau tegangan dan arus menjadi nol sehingga rangkaian dalam keadaan stabil (steady-state).



5. Rangkaian Diferensiator

Rangkaian RC pada gambar 4.6-a dapat berfungsi sebagai rangkaian deferensiator, yaitu keluaran merupakan derivatif dari masukan. Untuk kasus masukan tegangan berupa gelombang kotak, tegangan keluaran proportional dengan proses pemuatan dan pelucutan sebagai reaksi dari tegangan undakan (step voltage). Dalam hal ini rangkaian RC berfungsi sebagai pengubah gelombang kotak menjadi bentuk rangkaian pulsa jika konstanta waktu RC berharga lebih kecil dibandingkan periode dari gelombang masukan. Dengan melakukan pendekatan dan menggunakan hk Kirchhoff tentang tegangan diperoleh: v1 = vC + vR ≅ vC .



6. Rangkaian Integrator

Rangkaian RC dapat juga digunakan sebagai rangkaian integrator seperti ditunjukkan pada gambar 4.6-b. Secara umum berlaku,

v1 = vR + vC ≅ vR = iR (1)

Jika vC berharga sangat kecil dibandingkan dengan vR (yaitu j ika RC > T). Karena tegangan kapasitor besamya proportional dengan integral i ≅ v1 / R ,



1 1

v2 = C ∫ i dt ≅ RC ∫ v1 dt (2)

dan keluaran merupakan harga integral dari masukan.Description: KAPASITOR, INDUKTOR, DAN RANGKAIAN AC Rating: 4.5 Reviewer: seputarwisata.com - ItemReviewed: KAPASITOR, INDUKTOR, DAN RANGKAIAN AC

5.1 Isyarat AC
Isyarat AC merupakan bentuk gelombang yang sangat penting dalam bidang
elektronika. Isyarat AC biasa ditulis sebagai

A sin (ω t + θ )

dimana A merupakan amplitudo (harga puncak), θ adalah fase awal dan ω adalah
frekuensi.

Perlu dipertegas di sini bahwa ω biasa disebut frekuensi anguler dengan satuan
radian per detik (rad s
-1
), sedangkan f biasa digunakan untuk menunjukkan frekuensi
dari sumber tegangan dengan satuan hertz (Hz). Dalam satu periode, fase dari
gelombang sinus berubah dengan 1 putaran (cycle), atau 2π radian, karenanya kedua
frekuensi mempunyai hubungan

ω = 2πf

dimana biasanya berharga f = 50 atau 60 Hz.
Alasan utama penggunaan tegangan AC adalah karena kemudahannya untuk
ditransmisikan pada tegangan tinggi dan dengan arus yang rendah, kemudian dengan
mudah tegangannya dapat diturunkan dengan menggunakan transformator. Beberapa
tipe isyarat yang penting untuk interval frekuensi antara lain:
50 HZ : sumber daya ac
20 - 20000 Hz : isyarat audio
0,5 - 1.5 MHz : radio AM
I - 1000 MHz : komunikasi radio (termasuk TV dan radio FM).


5.2 Bilangan Kompleks

Kombinasi suatu bilangan riel dan suatu bilangan
imajiner menggambarkan letak titik pada bidang kompleks juga menyatakan bentuk
bilangan kompleksnya.

<img src="httDescription: KOMPONEN DAN RANGKAIAN AC Rating: 4.5 Reviewer: seputarwisata.com - ItemReviewed: KOMPONEN DAN RANGKAIAN AC

6.1 Semikonduktor Intrinsik (murni)

Silikon dan germanium merupakan dua jenis semikonduktor yang sangat penting dalam
elektronika. Keduanya terletak pada kolom empat dalam tabel periodik dan mempunyai
elektron valensi empat. Struktur kristal silikon dan germanium berbentuk tetrahedral
dengan setiap atom memakai bersama sebuah elektron valensi dengan atom-atom
tetangganya. Gambar 6.1 memperlihatkan bentuk ikatan kovalen dalam dua dimensi.
Pada temperatur mendekati harga nol mutlak, elektron pada kulit terluar terikat dengan
erat sehingga tidak terdapat elektron bebas atau silikon bersifat sebagai insulator.



Gambar 6.1 Ikatan kovalen silikon dalam dua dimensi

Energi yang diperlukan mtuk memutus sebuah ikatan kovalen adalah sebesar 1,1
eV untuk silikon dan 0,7 eV untuk germanium. Pada temperatur ruang (300K),
sejumlah elektron mempunyai energi yang cukup besar untuk melepaskan diri dari
ikatan dan tereksitasi dari pita valensi ke pita konduksi menjadi elektron bebas.

6.2 Semikonduktor Ekstrinsik (Tak Murni)

Tabel 6.3 Elemen semikonduktor pada tabel periodik



6.3 Generasi dan Rekombinasi
Proses generasi (timbulnya pasangan elektron-lubang per detik per meter kubik)
tergantung pada jenis bahan dan temperatur. Energi yang diperlukan untuk proses
generasi dinyatakan dalam elektron volt atau eV. Energi dalam bentuk temperatur T
dinyatakan dengan kT, dimana k adalah konstanta Boltzmann. Analisa secara statistik
menunjukkan bahwa probabilitas sebuah elektron valensi menjadi elektron bebas adalah
sebanding dengan

Jika energi gap eVG berharga kecil dan temperatur T tinggi .
maka laju generasi termal akan tinggi.
Pada semikonduktor, elektron atau lubang yang bergerak cenderung
mengadakan rekombinasi dan menghilang. Laju rekombinasi (R), dalam pasangan
elektron-lubang per detik per meter kubik, tergantung pada jumlah muatan yang ada.
Jika hanya ada sedikit elektron dan lubang maka R akan berharga rendah; sebaliknya R
akan berharga tinggi jika tersedia elektron dan lubang dalam jumlah yang banyak.
Sebagai contoh misalnya pada semikonduktor tipe-n, didalamnya hanya tersedia sedikit
lubang tapi terdapat jumlah elektron yang sangat besar sehingga R akan berharga sangat
tinggi


6.4 Difusi
Jika konsentrasi doping tidak merata (nonuniform) maka akan didapat konsentrasi
partikel yang bermuatan yang tidak merata juga, sehingga kemungkinan terjadi
mekanisme gerakan muatan tersebut melalui difusi. Dalam hal ini gerakan partiket
harus random dan terdapat gradien konsentrasi. Misalnya konsentrasi elektron pada
salah satu sisi bidang lebih besar dibandingkan sisi yang lain, sedangkan elektron
bergerak secara random, maka akan terjadi gerakan elektron dari sisi yang lebih padat
ke sisi yang kurang padat. Gerakan muatan ini menghasilkan “arus difusi” yang
besamya sebanding dengan gradien konsentrasi dn/dx.Description: 6 BAHAN SEMIKONDUKTOR Rating: 4.5 Reviewer: seputarwisata.com - ItemReviewed: 6 BAHAN SEMIKONDUKTOR

7.1 Semikonduktor

Semikonduktor tipe-n dibuat dari bahan silikon murni dengan menambahkan
sedikit pengotor berupa unsur valensi lima. Empat elektron terluar dari “donor” ini
berikatan kovalen dan menyisakan satu elektron lainnya yang dapat meninggalkan atom
induknya sebagai elektron bebas. Dengan demikian pembawa muatan mayoritas pada
bahan ini adalah elektron.
Hal yang sama, semikonduktor tipe-p dibuat dengan mengotori silikon murni
dengan atom valensi tiga, sehingga meninggalkan kemungkinan untuk menarik
elektron. Pengotor sebagai “aseptor” menghasilkan proses konduksi dengan lubang
(hole) sebagai pembawa muatan mayoritas.

7.2 Diode

Proses difusi ini tidak berlangsung selamanya karena elektron yang sudah
berada di tempatnya akan menolak elektron yang datang kemudian. Proses difusi
berakhir saat tidak ada lagi elektron yang memiliki cukup energi untuk mengalir.




Gambar 7.1 Sambungan semikonduktor tipe-p dan tipe-n



Gambar 7.2 Mekanisme aliran muatan pada daerah sambungan

Kita harus memperhitungkan proses elektron dapat
menyeberang sambungan. Daerah yang sangat tipis dekat sambungan disebut daerah
deplesi (depletion region) atau daerah transisi. Daerah ini dapat membangkitkan
pembawa muatan minoritas saat terdapat cukup energi termal untuk membangkitkan pasangan lubang-elektron. Salah satu dari pembawa muatan minoritas ini, misalnya
elektron pada tipe-p, akan mengalami pengaruh dari proses penolakan elektron difusi
dari tipe-n. Dengan kata lain elektron minoritas ini akan ikut tertarik ke semikonduktor
tipe-n. Gerakan pembawa muatan akibat pembangkitan termal ini lebih dikenal sebagai
“drift”. Situasi akan stabil saat arus difusi sama dengan arus drift.
Pada daerah sambungan/daerah diplesi yang sangat tipis terjadi pengosongan
pembawa muatan mayoritas akibat terjadinya difusi ke sisi yang lain. Hilangnya
pembawa muatan mayoritas di daerah ini meninggalkan lapisan muatan positip di
daerah tipe-n dan lapisan muatan negatif di daerah tipe-p.
Lapisan muatan pada daerah diplesi ini dapat dibandingkan dengan kapasitor
keping sejajar yang termuati. Karena terjadi penumpukan muatan yang berlawanan
pada masing-masing keping, maka terjadi perbedaan potensial yang disebut sebagai
“potensial kontak”atau “potensial penghalang” o V (lihat gambar 7.3). Keadaan ini
disebut diode dalam keadaan rangkaian terbuka.



Gambar 7.3 Diode p-n dalam keadaan hubung-terbuka

7.3 Efek Zener dan Avalanche

Pada tegangan panjar maju, ketinggian potensial penghalang akan
menurun dan daerah deplesi akan menipis. Sebaliknya saat diberi panjar mundur daerah
deplesi akan melebar.
Jika panjar mundur dinaikkan terus, maka pada suatu harga tegangan tertentu
terjadi kenaikan arus mundur secara tiba-tiba (lihat gambar 7.9). Keadaan ini terjadi
akibat adanya efek Zener atau efek avalanche. Pada patahan Zener (Zener breakdown),medan listrik pada sambungan akan menjadi cukup besar untuk menarik elektron dari
ikatan kovalen secara langsung. Dengan demikian akan terjadi peningkatan jumlah
pasangan lubang-elektron secara tiba-tiba dan menghasilkan kenaikan arus mundur
secara tiba-tiba pula. Efek avalanche terjadi pada tegangan di atas tegangan patahan
Zener. Pada tegangan tinggi ini, pembawa muatan memiliki cukup energi untuk
memisahkan elektron dari ikatan kovalen.



Gambar 7.9 Karakteristik I-V diode p-n

7.4 Diode Terowongan (Tunnel Diode)
Jika konsentrasi doping dinaikkan, maka lebar daerah deplesi akan menipis dan
karenanya tinggi potensial penghalang akan menurun. Jika konsentrasi doping
dinaikkan lagi sehingga ketebalan darah deplesi menjadi lebih rendah dari 10 nm, maka
terjadi mekanisme konduksi listrik baru dan menghasilkan karakteristik piranti
elektronika yang unik.
Seperti telah dijelaskan oleh Leo Esaki pada tahun 1958, bahwa untuk potensial
penghalang yang sangat tipis menurut teori kuantum mekanik, elektron dapat
menerobos melewati potensial pengahalang (melalui terowongan) tanpa harus memiliki

Diode Sambungan p-n 77
cukup energi untuk mendaki potensial tersebut. Karakteristik I-V dari ‘Diode Esaki”
diperlihatkan pada gambar 7.14. Terlihat bagaimana arus terowongan memberi
kontribusi terhadap arus yang mengalir terutama pada tegangan maju relatif rendah.
Arus terowongan akan naik dengan adanya kenaikan tegangan sampai efek dari
arus maju mulai memberi kontribusi. Setelah puncak arus p I dicapai, arus terowongan
menurun dengan adanya kenaikan tegangan arus injeksi mulai mendominasi. Arus
puncak p I dan arus lembah V I merupakan titik operasi yang stabil. Karena efek
terowongan merupakan penomena gelombang, transfer elektron terjadi dengan
kecepatan cahaya dan pergantian antara p I dan V I terjadi dengan cepat sehingga cocok
untuk aplikasi komputer. Lebih jauh antara p I dan V I terdapat daerah dimana
hambatan r = dV / dI berharga negatif yang dapat digunakan untuk osilator dengan
frekuensi sangat tinggi.Description: 7 DIODE SAMBUNGAN P-N Rating: 4.5 Reviewer: seputarwisata.com - ItemReviewed: 7 DIODE SAMBUNGAN P-N