BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kata listrik (electricity) berasal dari kata Yunani electron yang berarti

‘amber’. Amber adalah damar pohon yang membatu dan orang zaman dahulu

mengetahui bahwa jika anda menggosok batang amber dengan kain maka amber

tersebut akan menarik daun-daun kecil atau debu. Efek amber ini kita sebut

sekarang dengan nama listrik statis. Hal tersebut karena proses penggosokan dan

dikatakan memiliki muatan listrik total. Berawal dari itu semua, pengembangan

peradabab manuasiapun mulai berkembang.

Peralatan-peralatan listrik yang kita nikmati sekarang bermula dari

perangkat-perangkat kecil yang disebut dengan komponen listrik. Komponen

listrik tersebut disatukan menjadi suatu rangkaian terpadu.

Untuk lebih mengetahuai kegunaan dan cara kerja komponen-komponen

listrik tersebut, diperlukan suatu kegiatan untuk mendalami ilmu Elektronika

Dasar yang dikhususkan pada pokok bahasan Komponen dan Alat Ukur Listrik.

1.2 Ruang Lingkup

Dalam penyusunan laporan praktikum Elektronika Dasar ini, praktikan

membatasi pada pokok permasalahan komponen pasif (resistor, kapasitor,

induktor, dioda) dan komponen aktif (transistor) serta alat ukur listrik (multimeter,

osiloskop).

1.3 Tujuan Praktikum

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah :

1. Mampu menggunakan berbagai komponen listrik

1

2. Mampu menggunakan alat-alat ukur seperti multimeter untuk mengukur

besaran-besaran elektronik yang diperlukan.

3. Mampu menggunakan osiloskop untuk berbagai pengukuran

2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Komponen Listrik

Komponen pasif adalah komponen yang dapat berkerja tanpa adanya catu

daya. Adapun komponen-komponen yang termasuk komponen pasif yaitu :

1. Resistor

Resistor adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk

menahan atau menagatur arus listrik dengan memproduksi penurunan

tegangan diantara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya.

Dengan resistor, listrik dapat didistribusikan sesuai dengan kebutuhan.

Resistor dengan simbol R dan lambang merupakan komponen pasif yang

dibuat untuk mendapatkan hambatan tertentu. Agar dapat menggunakan

resistor dengan baik kita perlu mengetahui beberapa hal seperti bahan

pembuatnya, nilai hambatan, toleransi, lesapan daya, derau dan perilakunya

pada frekuensi tinggi.

berdasarkan hukum Ohm:

Ohm (simbol: Ω) adalah satuan SI untuk resistansi listrik, diambil dari nama Georg Simon Ohm. Biasanya digunakan prefix miliohm, kiloohm dan megaohm.

(a) (b) (c)

Gambar 1. (a) Bentuk fisik dari resitor, (b) Simbol Resistor < Eropa>, (c) Simbol Resistor <US, Jepang>

3

Resistor digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dan sirkuit

elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering

digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam kompon dan film,

bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi

seperti nikel-kromium). Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya

dan daya listrik yang dapat diboroskan. Karakteristik lain termasuk koefisien

suhu, desah listrik, dan induktansi.

Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit

cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain

sirkuit, resistor harus cukup besar secara fisik agar tidak menjadi terlalu panas

saat memboroskan daya.

Rangkaian Resistor

Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari

beberapa resistor. Rangkaian resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian

paralel.

1. Rangkaian Resistor Seri

Gambar 2. Rangkaian Resistor Seri

Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih

besar. Pada rangkaian seri, arus yang mengalir pada setiap resistor sama

besar. R1, R2, dan R3 disusun secara seri, resistansi dari gabungan R1, R2, dan

R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rs. Resistor yang

4

dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti, yang besarnya dapat

dirumuskan: Jika semua nilai R yang disusun sama, dapat ditulis:

Rs = R1+ R2 + R3 + .... + Rn

dengan n banyaknya R yang disusun.

2. Rangkaian Resistor Paralel

Gambar 2. Rangkaian Resistor Paralel

Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi

yang lebih kecil. Pada rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-

masing resistor pada masing-masing resestor, tetapi tegangan pada ujung-

ujung resistor sama besar.Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1, R2,

dan R3 disusun secara paralel, resistansi dari gabungan R1, R2, dan R3 dapat

diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp. Resistor yang dirangkai

secara paralel mempunyai nilai pengganti, yang besarnya dapat dirumuskan:

1/ Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + .... + 1/Rn

Jika semua nilai R yang disusun sama besar, maka resistor penggantinya

dapat ditulis:

Rp = R / n

dengan n banyaknya R yang disusun.

5

Jenis Resistor

Berdasarkan nilainya resistor dapat dibagi dalam 3 jenis yaitu :

1. Fixed Resistor yaitu resistor yang niulai hambatannya tetap

2. Variabel Resistor yaitu resistor yang nilai hambatannya dapat diubah-

ubah

3. Resistor non-linier yaitu resistor yang nilai hambatannya tidak linier

karena pengaruh lingkungan misalnya suhu dan cahaya

Fixed Resistor

Hal-hal yang harus diperhatikan :

- Makin besar bentuk fisik resistor, makin besar pula daya resistor tersebut

- Semakin besar nilai daya resistor makin tinggi suhu yang bisa diterima

resistor tersebut.

- Resistor bahan gulungan kawat pasti lebih besar bentuk dan nilai daya-

nya dibandingkan resistor dari bahan karbon.

Gambar 3. Bentuk fisik resistor tetap

Resistor Variabel

- Trimpot, yaitu variabel resistor yang nilai hambatannya dapat diubah

dengan menggunakan obeng.

- Potensio, yaitu variabel resistor yang nilai hambatannya dapat diubah

langsung mengunakan tangan (tanpa alat bantu) dengan cara memutar

poros engkol atau mengeser kenop untuk potensio geser.

Gambar 4. Contoh bentuk fisik dari variable resistor jenis Trimpot

6

Gambar 5. Contoh Bentuk fisik dari variable resistor jenis Potensio

(a) (b)

Gambar 6 Simbol Resistor variabel (a) untuk Amerika, Jepang (b) untuk Eropa

Resistor non-linier

Bentuk fisik dari resistor non-linier yaitu :

(a) (b) (c)

Gambar 7. Bentuk fisik dan simbol dari resistor non-linier

Keterangan :

7

(a) PTC : Positive Temperatur Coefisien adalah jenis resistor non linier

yang nilai hambatannya terpengaruh oleh perubahan suhu. Makin tinggi

suhu yang mempengaruhi makin besar nilai hambatannya.

(b) NTC : Negative Temperatur Coefisien adalah jenis resistor non linier

yang nilai hambatannya terpengaruh oleh perubahan suhu. Makin tinggi

suhu yang mempengaruhi makin kecil nilai hambatannya.

(c) LDR : Light Dependent Resistor adalah jenis resistor non linier yang

nilai hambatannya terpengaruh oleh perubahan intensitas cahaya yang

mengenainya. Makin besar intensitas cahaya yang mengenainya makin

kecil nilai hambatannya.

Identifikasi warna pita

Warna Pita pertama Pita keduaPita ketiga(pengali)

Pita keempat(toleransi)

Pita kelima(koefisien suhu)

Hitam 0 0 ×100

Cokelat 1 1 ×101 ±1% (F) 100 ppm

Merah 2 2 ×102 ±2% (G) 50 ppm

Oranye 3 3 ×103 15 ppm

Kuning 4 4 ×104 25 ppm

Hijau 5 5 ×105 ±0.5% (D)

Biru 6 6 ×106 ±0.25% (C)

Ungu 7 7 ×107 ±0.1% (B)

Abu-abu 8 8 ×108 ±0.05% (A)

Putih 9 9 ×109

Emas ×10-1 ±5% (J)

Perak ×10-2 ±10% (K)

8

Kosong ±20% (M)

2. 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

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)

Membaca Kapasitansi

Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis

9

dengan angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan

polaritasnya. Misalnya pada kapasitor elco dengan jelas tertulis

kapasitansinya sebesar 22uF/25v. Kapasitor yang ukuran fisiknya mungil dan

kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya

ada dua angka satuannya adalah pF (pico farads). Sebagai contoh, kapasitor

yang bertuliskan dua angka yaitu 47, maka kapasitansi dari kapasitor

tersebut adalah bernilai 47 pF.

Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal,

sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan

angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000 dan

seterusnya. Misalnya pada kapasitor keramik tertulis 104, maka

kapasitansinya adalah 10 x 10.000 = 100.000pF atau = 100nF. Contoh lain

misalnya tertulis 222, artinya kapasitansi kapasitor tersebut adalah 22 x 100 =

2200 pF = 2.2 nF.

Ada dua tipe kapasitor, yaitu polar dan nonpolar/ bipolar. Perbedaan dari

keduanya adalah pada ketentuan pemasangan kaki-kakinya. Polaritas pada

kapasitor polar dapat diketahui melalui label polaritas (negatif atau positif)

kaki kapasitornya atau panjang-pendek kaki-kakinya. Pemasangan kapasitor

polar ini harus sesuai dengan polaritasnya. Sementara, untuk pemasangan

kapasitor nonpolar, tidak ada ketentuan pemasangan polaritas kaki-kakinya

karena itu pula pada kapasitor nonpolar tidak ada label polaritasnya.Desain

kapasitor, baik polar maupun nonpolar, ada dua bentuk, yaitu aksial dan

radial. Contoh bentuk kapasitor aksial dan radial ditunjukan pada Gambar 9

(a) (b)

Gambar 8. Jenis kapasitor(a) radial (b) aksial

Kapasitor polar

Kapasitor elektrolit dan kapasitor tantalum adalah contoh jenis

kapasitor polar. Rating tegangan kedua kapasitor tersebut rendah, yaitu 6.3

10

Volt – 35 Volt. Pada badan kapasitor tersebut tercetak label polaritas yang

menunjukan polaritas kaki komponen yang sejajar dengan label polaritas

tersebut.

Saat ini, nilai kapasitansi dan rating tegangan kedua jenis kapasitor

tersebut dapat dibaca langsung dari label yang tercetak dengan jelas pada

badan kapasitornya. Namun, pada kapasitor tantalum biasanya dicetak dengan

kode angka. Dahulu, mungkin saat ini juga masih ditemukan di beberapa toko

komponen elektronik, nilai kapasitansi dan rating tegangan kapasitor tantalum

dicetak dengan label kode warna. Kode warna tersebut mengikuti kode warna

standard (seperti kode warna pada resistor).

Besar muatan yang dapat disimpan oleh suatu kapasitor ditunjukan oleh

nilai yang tertera pada kapasitor tersebut. Besar muatan tersebut biasanya

ditulis dalam besaran piko (p), nano (n) dan mikro () Farad:

= 10-6, 1000000F = 1F

n = 10-9, 1000nF = 1F

p = 10-12, 1000pF = 1nF

(a) (b) (c)

Gambar 9. (a) simbol kapasitor polar, (b) kapasitor tantlum (c) kapasitor elektrolit

Kapasitor nonpolar

Kapasitor nonpolar memiliki rating tegangan paling kecil 50 Volt.

Kapasitor nonpolar yang banyak digunakan biasanya memiliki rating

tegangan 250 Volt atau lebih. Nilai kapasitansi kapasitor nonpolar yang

tercetak pada label berupa kode angka atau kode warna.

Hal-hal yang harus diperhatikan :

11

Label ”0.1” pada kapasitor paling kiri artinya bahwa kapasitor tersebut

memilki nilai kapasitansi 0.1F = 100nF. Contoh lain, label “4n7” artinya

nilai kapasitansi kapasitor tersebut adalah 4.7nF.

Aturan pembacaan kode warna kapasitor (gambar kedua dari kiri) mirip

dengan pembacaan kode warna resistor. Kode warna dibaca dari warna

paling atas:

warna pertama: angka pertama nilai kapasitansi

warna kedua: angka kedua nilai kapasitansi

warna ketiga: faktor pengali (pangkat dari sepuluh) dengan satuan pF

warna keempat: toleransi

warna kelima: Rating tegangan

Misal, tiga warna pertama kapasitor tersebut adalah coklat-hitam-jingga

memiliki arti bahwa nilai kapasitansinya 10x103pF = 10000pF.

Aturan pembacaan kode angka pada jenis kapasitor seperti tampak pada

gambar ketiga adalah sebagai berikut:

angka pertama: angka pertama nilai kapasitansi

angka kedua: angka kedua nilai kapasitansi

angka ketiga: faktor pengali (pangkat dari sepuluh) dengan satuan pF

huruf yang mengikuti angka-angka tersebut adalah nilai toleransi dan

rating tegangannya

Misalnya, label ”102” artinya 10x102pF=1000pF; ”472” artinya 4700pF

dengan toleransi ”J”, yaitu 5%.

Label ”470” pada gambar kapasitor nonpolar paling kanan artinya

kapasitor tersebut memiliki kapasitansi 470pF. Kapasitor jenis ini, yaitu

kapasitor polystyrene sudah jarang digunakan saat ini.

12

(a) (b)

Gambar 10. (a) Simbol Kapasitor, (b) Jenis-jenis Kapasitor

3. Induktor

Induktor adalah sebuah komponen elektronika pasif (kebanyakan

berbentuk torus) yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang

ditimbulkan oleh arus listrik yang melintasinya. Kemampuan induktor untuk

menyimpan energi magnet ditentukan oleh induktansinya, dalam satuan

Henry. Biasanya sebuah induktor adalah sebuah kawat penghantar yang

dibentuk menjadi kumparan, lilitan membantu membuat medan magnet yang

kuat didalam kumparan dikarenakan hukum induksi Faraday. Induktor adalah

salah satu komponen elektronik dasar yang digunakan dalam rangkaian yang

arus dan tegangannya berubah-ubah dikarenakan kemampuan induktor untuk

memproses arus bolak-balik.

Sebuah induktor ideal memiliki induktansi, tetapi tanpa resistansi atau

kapasitansi, dan tidak memboroskan daya. Sebuah induktor pada kenyataanya

merupakan gabungan dari induktansi, beberapa resistansi karena resistivitas

kawat, dan beberapa kapasitansi. Pada suatu frekuensi, induktor dapat

menjadi sirkuit resonansi karena kapasitas parasitnya. Selain memboroskan

daya pada resistansi kawat, induktor berinti magnet juga memboroskan daya

didalam inti karena efek histeresis, dan pada arus tinggi mungkin mengalami

nonlinearitas karena penjenuhan.

Gambar 11. Simbol danbeberapa bentuk fisik dari konduktor

Jika terdapat arus yang mengalir pada inductor maka akan terbentuk

medan magnet, jika arus tersebut berubah maka medan magnet tersebut akan

13

berubah pula. Jika arus meningkat maka medan magnet juga akan meningkat.

Perubahan medan magnet ini akan menginduksi suatu tegangan pada koil. Hal

ini terjadi karena suatu sifat yang disebut dengan induksi diri atau sering

disebut dengan induktansi. Induktansi adalah ukuran kemampuan sebuah

inductor untuk membangkitkan suatu tegangan induksi sebagai akibat dari

perubahan arus yang mengalir pada inductor. Inductor dapat menyimpan

energy di dalam medan magnet yang dihasilkan oleh arus. Inductor dibuat

dalam berbagai bentuk dan ukuran. Inductor dapat menyimpan energy

didalam medan magnet yang dihasilkan oleh arus. Besar energy dinyatakan

dalam rumus :

W = ½ LI2

dimana :

W= energy dalam joule

L = induktansi dalam Henry

I = arus dalam Ampere

Jika arus listrik yang berubah-ubah mengalir dalam kumparan, maka

akan timbul medan magnetic yang berubah-ubah sehingga akan menyebabkan

adanya atau terinduksinya e.m.f yang akan bekerja melawan daya yang

membentuknya dan disebut e.m.f. “balik” yang tergantung pada jumlah lilitan

kumparan dan tingkat perubahan arus. Induktansi sebuah rangkaian atau

sebuah komponen adalah sifat atau kemampuan memproduksi e.m.f. kalau

arus yang berubah-ubah mengalir dalam rangkaian atau komponen itu yang

dinyatakan dalam rumus :

L = N dθ / dI

Sedangkan energy yang digunakan dalam pembentukan medan magnet

yang menyebabkan energy tersimpan dalam medan magnet sebesar

E = ½ LI2 joule

Induktor adalah suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan

arus listrik dalam bentuk induksi listrik, pada dasarnya induktor adalah suatu

komponen yang terbuat dari suatu kawat email(kawat dengan isolator) yang

14

dililitkan pada suatu inti, inti yang dimaksud dapat berupa inti udara, inti ferit

ataupun inti besi. satuan fungsi yang digunakan dalam induktor adalah

Henry(H). biasanya komponen induktor banyak dipakai dalam rangkaian

rangakaian radio transmitter dan receiver karena komponen ini tidak dapat

dipisahkan dari komponen capasitor yang membentuk rangkaian rangkaian

filter dan rangkaian oscilator.

4. Dioda

Dioda adalah merupakan jenis komponen pasif. Dioda memiliki dua

kaki/kutub yaitu kaki anoda dan kaki katoda . Dioda terbuat dari bahan semi

konduktor tipe P dan semi konduktor tipe N yang di sambungkan. Semi

konduktor tipe P berfungsi sebagai Anoda dan semi konduktor tipe N

berfungsi sebagai katoda. Pada daerah sambungan 2 jenis semi konduktor

yang berlawanan ini akan muncul daerah deplesi yang akan membentuk gaya

barier.Gaya barier ini dapat ditembus dengan tegangan + sebesar 0.7 volt

yang dinamakan sebagai break down voltage, yaitu tegangan minimum

dimana dioda akan bersifat sebagai konduktor/penghantar arus listrik.

Dioda bersifat menghantarkan arus listrik hanya pada satu arah saja,

yaitu jika kutub anoda kita hubungkan pada tegangan + dan kutub katoda kita

hubungkan dengan tegangan - (kita beri bias maju dengan tegangan yang

lebih besar dari 0.7 volt) maka akan mengalir arus listrik dari anoda ke katoda

(bersifat konduktor). Jika polaritasnya kita balik (kita beri bias mundur) maka

arus yang mengalir hampir nol atau dioda akan bersifat sebagai isulator.

Karena sifat dioda yang bekerja sebagai konduktor jika kita beri bias

maju dan bekerja sebagai isulator pada bias mundur, maka dioda sering

digunakan sebagai penyearah (rectifier) arus bolak-balik. Contoh

15

penggunaannya adalah pada rangkaian adaptor, DC power supply (Catu Daya

DC) dsb.

Gambar 12. Simbol dioda dan bentuk fisik dari dioda

Jenis-jenis dioda dan penggunaannya :

- Dioda silikon

Banyak digunakan pada peralatan catu daya sebagai penyearah arus,

pengaman tegangan kejut dsb. Contoh : 1N4001, 1N4007, 1N5404 dsb.

- Dioda zener

Digunakan untuk membatasi/mengatur tegangan. Contoh : zener 6.2 volt,

zener 3.2volt.

- Dioda Bridge

Empat buah dioda yang dirangkai menjadi rangkaian jembatan/bridge.

Banyak digunakan pada rangkaian catu daya sebagai penyearah gelombang

penuh (full wave rectifier). Contoh : B40C800, kiprox pada kendaraan

bermotor dsb.

- Dioda pemancar cahaya (LED)

LED adalah kepanjangan dari Light Emiting Diode (Dioda Pemancar

Cahaya). Diode ini akan mengeluarkan cahaya bila diberi tegangan sebesar

16

1,8 V dengan arus 1,5 mA. LED banyak digunakan sebagai lampu indicator

dan peraga (display).

Penggunaan pertama dioda adalah demodulasi dari isyarat radio

modulasi amplitudo (AM). Dioda menyearahkan isyarat AM frekuensi radio,

meninggalkan isyarat audio. Isyarat audio diambil dengan menggunakan tapis

elektronik sederhana dan dikuatkan. Dioda digunakan untuk mengubah arus

bolak-balik menjadi arus searah. Contoh yang paling banyak ditemui adalah

pada rangkaian adaptor. Pada adaptor, dioda digunakan untuk menyearahkan

arus bolak-balik menjadi arus searah. Sedangkan contoh yang lain adalah

alternator otomotif, dimana dioda mengubah AC menjadi DC dan

memberikan performansi yang lebih baik dari cincin komutator dari dinamo

DC.

Adapun komponen aktif yaitu kompone yang dapat bekerja tanpa

adanya catu daya. Komponen aktif yang akan dibahas yaitu 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.

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 rangkaian2

17

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 Transistor

Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi

utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang,

untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati

satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone dan ketebalan lapisan

ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran

arus utama tersebut.

FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu

jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam

FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan

depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar

dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari

daerah perbatasan ini dapat dirubah dengan perubahan tegangan yang

diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel

untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut.

BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis

transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal

positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal

tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B).

Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat

menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal

kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai

penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis

biasanya dilambangkan dengan β atau hFE. β biasanya berkisar sekitar 100

untuk transistor-transisor BJT.

18

FET dibagi menjadi dua keluarga: Junction FET (JFET) dan Insulated

Gate FET (IGFET) atau juga dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau

Semiconductor) FET (MOSFET). Berbeda dengan IGFET, terminal gate

dalam JFET membentuk sebuah dioda dengan kanal (materi semikonduktor

antara Source dan Drain). Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFET

menjadi sebuah versi solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk

sebuah dioda antara antara grid dan katode. Dan juga, keduanya (JFET dan

tabung vakum) bekerja di "depletion mode", keduanya memiliki impedansi

input tinggi, dan keduanya menghantarkan arus listrik dibawah kontrol

tegangan input.

FET lebih jauh lagi dibagi menjadi tipe enhancement mode dan

depletion mode. Mode menandakan polaritas dari tegangan gate dibandingkan

dengan source saat FET menghantarkan listrik. Jika kita ambil N-channel

FET sebagai contoh: dalam depletion mode, gate adalah negatif dibandingkan

dengan source, sedangkan dalam enhancement mode, gate adalah positif.

Untuk kedua mode, jika tegangan gate dibuat lebih positif, aliran arus di

antara source dan drain akan meningkat. Untuk P-channel FET, polaritas-

polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFET adalah tipe enhancement

mode, dan hampir semua JFET adalah tipe depletion mode.

Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak

kategori:

* Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide

* Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount,

IC, dan lain-lain

* Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET,

VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor

yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain.

* Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel

19

* Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power

* Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF

transistor, Microwave, dan lain-lain

* Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan

lain-lain

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron

sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga

daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor.

Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua

sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan

basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling

bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter

dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.

Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila

dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik

arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih

kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika

tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara

cepat.

Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu

daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika

transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif.

Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya

beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya

dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.

Parameter ߠdari transistor merupakan perolehan arus maksimum yang

dapat diperoleh kalau transistor bekerja dalam ragam umum emitter (CE).

Beta dc (disimbolkan c) sebuah transistor didefinisikan sebagai rasio arusߤ

20

kolektor dc dengan arus basis dc. Beta dc juga dikenal sebagai gain arus

karena arus basis yang kecil dapat menghasilkan arus kolektor yang jauh

lebih besar.

Bias basis berguna didalam rangkaian-rangkaian digital karena

rangkaian tersebut biasanya dirancang untuk beroperasi didaerah jenuh dan

cutoff. Oleh sebab itu, mereka memiliki tegangan keluaran rendah ataupun

tegangan keluran tinggi. Rangkaian digital sering dinamakan rangkaian saklar

karena titik Q berubah diantara dua titik pada garis beban yaitu daerah jenuh

dan cutoff.

B. Alat Ukur

Alat ukur adalah alat yang digunakan untuk mengukur besarnya nilai-

nilai dari suatu komponen elektronika. Dalam hal ini yang akan dibahas

yaitu:

1. Voltmeter

Voltmeter merupakan suatu alat ukur yang akan menunjukan beda

potensial pada sustu rangkaian. Meter ini selalu dipasang pararel pada

potensial yang berbeda. Voltmeter biasanya disusun secara paralel (sejajar)

dengan sumber tegangan atau peralataan listrik. Cara memasang voltmeter

adalah dengan menghubungkan ujung sumber tegangan yang memiliki

potensial lebih tinggi (kutub positif) harus dihubungkan ke terminal positif

voltmeter,dan ujung sumber tegangan yang memiliki potensial lebih rendah

(kutub negatif) harus dihubungkan ke terminal negatif voltmeter. Biasanya

voltmeter digunakan untuk mengukur sumber tegangan seperti baterai,

elemen Volta, atau aki.

Bagian-bagian voltmeter hanya terdiri dari skala penunjuk besarnya

tegangan, setup pengatur fungsi, dan kutub positif serta negatif. Selain

21

voltmeter sederhana, juga tedapat voltmeter elektronik yaitu voltmeter

elektronik analog dan voltmeter digital.

Kita dapat juga memperbesar batas ukur sebuah voltmeter sebesar n kali

batas ukur dasarnya (dengan arus skala penuh yang sama), yaitu dengan

memasang suatu hambatan luar secara seri. Untuk rangkaian pada gambar

3.3-b menunjukkan sebuah meter dasar dengan batas ukur arus maksimum

sebesar 1 mA akan digunakan untuk mengukur tegangan sebesar 2 V. Total

resistansi (resistor luar + resistor meter) adalah sebesar 2 V/1 mA = 2000 W

dengan demikian hambatan luar yang harus dipasang sebesar

RS = (2000 - 25) W = 1975 W

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.

Gambar 13. Cara mengukur menggunakan voltmeter

2. Ohmmeter

Ohm meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur hambatan

listrik yang merupakan suatu daya yang mampu menahan aliran listrik pada

konduktor. Alat tersebut menggunakan galvanometer untuk melihat besarnya

arus listrik yang kemudian dikalibrasi ke satuan ohm.

22

Sebelum melakukan pengukuran, lepaskan dahulu hubungan rangkaian

dari sumber tegangan untuk mencegah rusaknya ohmmeter, dan lepaskan

hubungan komponen yang akan diukur dari bagian rangkaian yang lain.

Ohmmeter yang sederhana memerlukan sumber listrik kering untuk

mengalirkan arus memelalui suatu miliamperemeter atau mikroamperemeter.

Secara proporsional arusyang dilewatkan berbanding terbalik dengan

hambatan yang akan diukur.

Gambar 14. Rangkaian dasar Ohmmeter paralel

V = sumber tegangan searah/batere

RM = resistansi dalam meter M

Dalam keadaan tidak dipergunakan, saklar S harus dibuka agar batere V

tidak lekas menjadi lemah. Bila ohmmeter dipergunakan, maka saklar S

ditutup.

Mula-mula diambil RX = tak terhingga atau A-B dalam keadaan

terbuka, sehingga diperoleh arus melalui M + IM. Pada keadaan ini

pontensiometer R2 diatur agar arus melalui M mencapai harga maksimum

(skala penuh), sehingga:

I maks=V

R1+R2+RM

Kedudukan R2 jangan diubah lagi sehingga selalu terpenuhi persamaan

(8) dengan demikian akan diperoleh bahwa skala dengan RX = tak terhingga

terletak id sebelah kanan. Untuk RX = nol atau A-B dihubungsingkatkan maka

tidak ada arus melalui M atau I M= nol . Jadi skala nol ohm terletak di

sebelah kiri.

23

3. Amperemeter

Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus

listrik. Umumnya alat ini dipakai oleh teknisi elektronik dalam alat multi

tester listrik yang disebut avometer gabungan dari fungsi amperemeter,

voltmeter dan ohmmeter. Amper meter dapat dibuat atas susunan

mikroamperemeter dan shunt yang berfungsi untuk deteksi arus pada

rangkaian baik arus yang kecil, sedangkan untuk arus yang besar ditambhan

dengan hambatan shunt.

Ampermeter dapat dibuat atas susunan mikroamperemeter dan shunt

yang berfungsi untuk deteksi arus pada rangkaian baik arus yang kecil,

sedangkan untuk arus yang besar ditambhan dengan hambatan shunt.

Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya lorentz gaya magnetis. Arus yang

mengalir pada kumparan yang selimuti medan magnet akan menimbulkan

gaya lorentz yang dapat menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar

arus yang mengalir maka semakin besar pula simpangannya.

Amperemeter biasanya dipasang secara seri (berderet) dengan elemen

listrik. Dalam praktikum sumber listrik arus searah , amperemeter biasanya

digunakan untuk mengukur besarnya arus yang mengalir pada kawat

penghantar.

4. Multimeter

Multimeter sering dignakan dalam pengukuran besaran-besaran listrik .

Selain itu alat ini juga atau biasa disebut AVO (ampere, volt, dan ohm) meter

yang artinya suatu alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus

listrik (I) dengan satuan ampere, mengukur tegangan listrik (V) dengan

satuan volt, dan untuk mengukur besarnya tahanan listrik (W) dengan satuan

ohm.

Kegunaan multimeter ini selain untuk mengukur besaran-besaran listrik

juga sangat berguna untuk mencari dan menemukan gangguan yang terjadi

pada semua jenis pesawat atau alat-alat elektronika.

24

(a) (b)

Gambar 15. (a) multimeter digital, (b) multimeter analog

Jenis Multimeter

Multimeter Non Elektronis

Multimeter jenis bukan elektronik kadang-kadang disebut juga AVO-

meter, VOM (Volt-Ohm-Meter), Multitester, atau Circuit Tester. Pada

dasarnya alat ini merupakan gabungan dari alat ukur searah, tegangan searah,

resistansi, tegangan bolak-balik. Untuk mengetahui fungsi dan sifat

multimeter yang dipergunakan pelajarilah baik-baik spesifikasi teknik

(technical specification) alat tersebut.

Multimeter Elektronis

Multimeter ini dapat mempunyai nama: Viltohymst, VTM + Vacuum

Tube Volt Meter, Solid State Multimeter = Transistorized Multimeter. Alat

ini mempunyai fungsi seperti multimeter non elektronis. Adanya rangkaian

elektronis menyebabkan alat ini mempunyai beberapa kelebihan. Bacalah

spesifikasi alat tersebut. Perhatikan " resistasi dalam" (input resistance, input

impedance) pada pengukuran tegangan DC dan AC.

5. Osiloskop

Osiloskop adalah salah satu alat ukur yang dapat menampilkan bentuk

dari sinyal listrik. Dengan Osiloskop kita dapat mengetahui dan mengamati

frekuensi, periode dan tegangan AC atau DC, fasa dan berbagai bentuk

gelombangdari sinyal. Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu display

dan panel kontrol.

Display menyerupai tampilan layar televisi hanya saja tidak berwarna

warni dan berfungsi sebagai tempat sinyal uji ditampilkan. Pada layar

terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan horizontalyang membentuk

25

kotak-kotak dan disebut div. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan

garis vertikal mewakili sumbu tegangan.

Pada bagian panel kontrol osiloskop terdapat dua kanal yang bisa

digunakan untuk melihat dua sinyal yang berlainan, sebagai contoh kanal

satu untuk melihat sinyal masukan dan kanal dua untuk melihat sinyal

keluaran.

Contoh beberapa kegunaan osiloskop :

• Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.

• Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.

• Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangkaian listrik.

• Membedakan arus AC dengan arus DC.

• Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap

waktu.

Bagian kontrol yang tampak pada bagian depan osiloskaop dapat dibagi

menjadi tiga bagian : kontrol cahaya, kontrol penyimpanan X, dan kontrol

penyimpanan Y. Fungsi berbagai kontrol dapat diuraikan sebagai berikut :

1. Layar. Biasanya dibagi-bagi kedalam kotak-kotak bujur sankar berisi 1 cm

dengan sumbuutama yang terbagai dalam skala ukuran 2 mm.

2. Penerangan skala. Kontrol hambatan variable sebauh lampu yang

menerangi skala ukuran pada layar.

3. Skalar penghidup daya. Jelas bahwa scalar ini tidak diaktifkan maka

indicator tidak menyala dan osiloskop tidak dapat digunakan.

4. Pengatur cahaya. Bagian mengontrol intensitas cahaya yang dapat

membuat cahay tetap ada pada layar dalam keadaan normal. Tetapi

janganlah terlalu lama mempertahankan gambar pada layar, sebab dapat

mengakibatkan terbakarnya fosfor pada permukaan layar.

5. Fokus. Mengatur letak atau jalur kurva sehingga tampak lebih jelas.

6. Astigmator. Kalau kontrol ini ada, ia dapat membantu mengubah bentuk

elips ke bentuk lingkaran.

7. Pemindahan Y. menggerakkan seluruh kurva dalam arah vertical.

26

8. Pengatur Y. Memperkuat atau memperlemah sinyal yang dating untuk

memperoleh ukuran vertical display yang sesuai. Biasanya berbentuk

saklar pengatur ukuran untuk berbagai posisi dalam sama satuan

persentimeter.

9. Osiloskop adalah instrumen ukur yang dapat menampilkan visualisasi

dinamis signal tegangan yang diukurnya.

Skema Gambar Osiloskop

Gambar 16. Tampilan Muka Osiloskop

Beberapa tombol pengatur yang penting:

Intensitas: mengatur intensitas cahaya pada layar.

Fokus : mengatur ketajaman gambar yang terjadi pada layar

Horizontal dan Vertikal: mengatur kedudukan gambar dalam arah

horizontal dan vertical

Volt/Div (atau Volts/cm), ada 2 tombol yang konsentris. Tombol

ditempatkan pada kedudukan maksimum ke kanan (searah dengan jarum

jam) menyatakan osiloskop dalam keadaan terkalibrasi untuk pengukuran.

Kedudukan tombol di luar menyatakan besar tegangan yang tergambar

pada layar per kotak (per cm) dalam arah vertikal

Time/Div (atau Time/cm), ada 2 tombol yang konsentris. Tombol di

tengah pada kedudukan maksimum ke kanan (searah dengan jarum jam)

menyatakan osiloskop dalam keadaan terkalibrasi untuk pengukuran.

27

Kedudukan tombol diluar menyatakan factor pengali untuk waktu dari

gambar pada layar dalam arah horizontal

Sinkronisasi: mengatur supaya pada layar diperoleh gambar yang tidak

bergerak

Slope: mengatur saat trigger dilakukan, yaitu pada waktu sinyal naik (+)

atau pada waktu sinyal turun (-)

Kopling: menunjukan hubungan dengan sinyal searah atau bolak-balik

External Trigger: Trigger dikendalikan oleh rangkaian di luar osiloskop.

Pada kedudukan ini fungsi tombol “sinkronisasi”, “slope” dan “kopling”

tidak dapat dipergunakan

Internal Trigger: trigger dikendalikan oleh rangkaian di dalam osiloskop.

Pada kedudukan ini fungsi tombol “simkronisasi”, “slope” dan “kopling”

dapat dipergunakan.

28

BAB III

METODOLOGI

3.1 Alat

Osiloskop

Multimeter

Kapasitor 3 buah

Resistor 5 buah

Resistor kapur 1 buah

Transistor 1 buah

Dioda biasa 1 buah

Dioda zener 1 buah

Potensio 1 buah

LED 1 buah

Induktor 1 buah

Papan rangkai

3.2 Prosedur Kerja

1.Sediakan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk praktikum

2.Catat kode warna resistor,hitung manual, lalu ukur nilai hambatannya

menggunakan ohmmeter.

3.Perhatikan komponen resistor yang ada, catat nilai kapasitansi dan dapatkan

nilai tegangan kerja pada masing-masing kapasitor.

29

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

Resistor

R 1 2 3 4 5Nilai

Warna

Hasil

Pengukuran

R1 Merah Merah Orange Emas -

22

KΩ

5

21,6 KΩ

± 5

R2 Cokelat Hitam Orange Emas -10 KΩ

± 5

9.92 KΩ

± 5

R3 Cokelat Hitam Kuning Emas -100 KΩ

± 5

100.9 KΩ

± 5

R4 Hijau Biru Cokelat Emas -0.56KΩ

± 5

594 KΩ

± 5

R5 Merah Ungu Hitam Merah Cokelat27 KΩ

± 1

2.68 K

± 1

Resistor Kapur

R = 10 Ω dengan kerja 5 Watt

Kapasitor Biasa

C = 0.1 µF

C = 1.0 x 102 pF

30

Kapasitor Keramik

Berukuran besar = C = 1.0 x 104 pF

Berukuran Kecil = C = 1.0 x 102 pF

Kapasitor Elektrolit

C = 4.7 µF dengan kerja 50 volt

4.2 Pembahasan

Pada beberapa resistor didapatkan hasil, bahwa hasil perhitungan

dengan menggunakan Multimeter tidak berbeda jauh. Namun pada resistor

empat dan lima didapatkan hasil yang berbeda jauh hal tersebut karena

keadaan fisik dari resistor tersebut (adanya debu-debu yang menghalangi

pengukuran atau hal yang lain).

Nilai besaran pada kapasitor dapat dilihat pada komponen itu sendiri.

Jika hanya 2 angka menandakan bahwa kapasitor tersebut bersatuan pF,

sedangkan 3 angka bersatuan µF.

Pada Osiloskop hanya dilakukan pengenalan bagian-bagian osiloskop.

Dan pengkalibrasian perangkat tersebut dan belum dilakukan pengukuran

31

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah melelkukan praktikum Elektronika Dasar dengan judul Komponen

dan Alat Ukur Listrik , maka dapat disimpulkan bahwa :

Komponen pasif terdiri atas :

Resistor berfungsi untuk menghambat arus listrik dan mengatur hamabatan

yang lewat sehinggadidapatkan hambatab tertentu.

Kapasitor berfungsi untuk menyimpan muatan listrik.

Induktor berfungsi untuk memperoleh tegangan DC yang konstan terhadap

fluktuasi arus.

Dioda berfungsi untuk menyearahkan arus listrik.

Komponen pasif yaitu :

Transistor berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan

penyambung (switching), stabilisasi tegangan, serta modulasi sinyal.

Alat ukur listrik :

Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik

Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik.

Ohm meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur hambatan listrik yang

merupakan suatu daya yang mampu menahan aliran listrik pada konduktor.

32

Multimeter untuk mengukur kuat arus listrik (I) dengan satuan ampere, mengukur tegangan

listrik (V) dengan satuan volt, dan untuk mengukur besarnya tahanan listrik (W) dengan

satuan ohm.

Osiloskop adalah salah satu alat ukur yang dapat menampilkan bentuk dari

sinyal listrik

5.2 Saran

Sebaiknya komponen-komponen yang telah rusak segera diganti, dan diadakan

pendingin ruangan untuk mengefisienkan praktikum.

33

34