Dioda - Pertemuan 4a

1.  Dioda/ Diode  adalah semikonduktor yang terdiri dari persambungan (junction) P-N. 
2. Merupakan gabungan dari dua kata elektroda, yaitu   anoda  dan  katoda . 
3. Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambat arus pada tegangan balik).



Gambar 1. Simbol Dioda

4. Dioda akan hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja, sehingga dipakai untuk aplikasi rangkaian penyearah (rectifier).

Jika dua tipe bahan semikonduktor ini dilekatkan, maka akan didapat sambungan P-N (p-n junction) yang dikenal sebagai dioda.  Pada pembuatannya memang material tipe P dan tipe N bukan disambung secara harfiah, melainkan dari satu bahan (monolitic) dengan memberi doping (impurity material) yang berbeda.

Jika diberi tegangan maju (forward bias), dimana tegangan sisi P lebih besar dari sisi N, elektron dengan mudah dapat mengalir dari sisi N mengisi kekosongan elektron (hole) di sisi P. 

Gambar 2. Forward dan Backward Bias

Gambar 3. Dioda PN dengan Forward Bias

Sebaliknya jika diberi tegangan balik (reverse bias), dapat dipahami tidak ada elektron yang dapat mengalir dari sisi N mengisi hole di sisi P, karena tegangan potensial di sisi N lebih tinggi.

Fungsi dioda

• Penyearah, contoh : dioda bridge 
• Penstabil tegangan (voltage regulator), yaitu dioda zener 
• Pengaman /sekering 
• Sebagai rangkaian clipper, yaitu untuk memangkas/membuang level sinyal yang ada di atas atau di bawah level tegangan tertentu. 
• Sebagai rangkaian clamper, yaitu untuk menambahkan komponen dc kepada suatu sinyal ac 
• Pengganda tegangan. 
• Sebagai indikator, yaitu LED (light emiting diode) 
• Sebagai sensor panas, contoh aplikasi pada rangkaian power amplifier 
• Sebagai sensor cahaya, yaitu dioda photo 
• Sebagai rangkaian VCO (voltage controlled oscilator), yaitu dioda varactor

Jenis-jenis dioda, secara umum ada 5, yaitu :

1. Dioda Standar 
2. LED (light emiting diode) 
3. Dioda Zener 
4. Dioda Photo 



Gambar 3b. Forward Bias

5. Dioda Varactor

Dioda Standar

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

Gambar 3a. Backward Bias

Fungsi dioda standar adalah sebagai berikut :

• Penyearah sinyal AC 
• Pemotong level 
• Sensor suhu 
• Penurun tegangan 
• Pengaman polaritas terbalik pada dc input

Contoh dioda jenis ini adalah 1N400x (1A), 1N5392 (1.5A), dan 1N4148 (500mA).

LED (light emiting diode)

• Dioda jenis ini mempunyai lapisan fosfor yang bisa memancarkan cahaya saat diberi polaritas pada kedua kutubnya. 
• LED mempunyai batasan arus maksimal yang mengalir melaluinya. Diatas nilai tersebut dipastikan umur led tidak lama. 
• Jenis led ditentukan oleh cahaya yang dipancarkan. Seperti led merah, hijau, biru, kuning, oranye, infra merah dan laser diode.
• Selain sebagai indikator beberapa LED mempunyai fungsi khusus seperti LED inframerah yang dipakai untuk transmisi pada sistem remote control dan opto sensor juga laser diode yang dipakai untuk optical pick-up pada sistem CD. 
• Dioda jenis ini dibias maju (forward)

Gambar 4. Tampilan LED

Gambar 5. Struktur LED

Dioda Zener

Gambar 6. 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. 
• Karena kemampuan arusnya yang kecil maka pada penggunaan dioda zener sebagai penstabil tegangan untuk arus besar diperlukan sebuah buffer arus. 
• Dioda zener dibias mundur (reverse)
• Pada dasarnya, Dioda Zener akan menyalurkan arus listrik yang mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas “Breakdown Voltage” atau Tegangan Tembus Dioda Zenernya. 
• Karakteristik ini berbeda dengan Dioda biasa yang hanya dapat menyalurkan arus listrik ke satu arah. Tegangan Tembus (Breakdown Voltage) ini disebut juga dengan Tegangan Zener.

Gambar 7. Contoh Perhitungan Tegangan

• Dalam Rangkaian disamping, Dioda Zener dipasang dengan prinsip Bias Balik (Reverse Bias), 
• Rangkaian tersebut merupakan cara umum dalam pemasangan Dioda Zener. 
• Dalam Rangkaian tersebut, tegangan Input (masuk) yang diberikan adalah 12V tetapi Multimeter menunjukan tegangan yang melewati Dioda Zener adalah 2,8V. Ini artinya tegangan akan turun saat melewati Dioda Zener yang dipasang secara Bias Balik (Reverse Bias). 
• Sedangkan fungsi Resistor dalam Rangkaian tersebut adalah untuk pembatas arus listrik.
• Untuk menghitung Arus Listrik (Ampere) tersebut,  dapat menggunakan Hukum Ohm 

         (Vinput – Vzener) / R = I
         (12 – 2,8) /460 = 19,6mA

• Jika menggunakan Tegangan yang lebih tinggi, contohnya 24V. Maka arus listrik yang mengalir dalam Rangkaian tersebut akan semakin besar : 

         (24 – 2,8) / 460 = 45mA

• Akan tetapi, tegangan yang melewati Dioda Zener akan sama yaitu 2,8V. Oleh karena itu, Dioda Zener merupakan Komponen Elektronika yang cocok untuk digunakan sebagai Voltage Regulator (Pengatur Tegangan), 

Contoh cara test dioda sebagai berikut :

Gambar 8. Cara test Dioda

Dioda photo

Gambar 9. Contoh Dioda Photo

• Dioda photo merupakan jenis komponen peka cahaya.
• Dioda ini akan menghantar jika ada cahaya yang masuk dengan intensitas tertentu. 
• Aplikasi dioda photo banyak pada sistem sensor cahaya (optical). 
• Contoh: pada optocoupler dan optical pick-up pada sistem CD. Dioda photo dibias maju (forward)

Dioda varactor

Gambar 10. Dioda Varactor

• Dioda Varactor adalah Dioda yang mempunyai sifat kapasitas berubah-ubah sesuai dengan tegangan yang diberikannya. 
• Sesuai dengan sifatnya ini, Dioda Varactor juga disebut dengan Dioda Kapasitas Variabel atau Varicap Diode (Variable Capacitance Diode). 
• Dioda Varactor pada umumnya digunakan pada rangkaian yang berkaitan dengan Frekuensi seperti pada rangkaian VCO (Voltage Controlled Oscillator), VFO (Variable Frequency Oscillator), RF Filter (Tapis Frekuensi Radio), PLL Oscilator (Phase-Locked Loop Oscillator), Tuner Radio dan Tuner Televisi. 
• Rangkaian-rangkaian Elektronika ini dapat ditemukan pada perangkat-perangkat Elektronika seperti Ponsel, Radio Penerima, Radio Pemancar dan Televisi.
• 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

Spesifikasi Dioda Varactor

• Dalam memilih Dioda Varactor (Varikap), beberapa spesifikasi Dioda Varactor yang harus diperhatikan adalah : 
• Minimum Voltage Breakdown (contoh : 12V, 14V, 25V, 30V) 
• Power Dissipation (contoh : 225mW, 300mW, 330mW) 
• Nominal Kapasitansi Dioda Varactor (contoh : 2.8pF, 22pF, 33pF, 47pF, 100pF) 
• Maximum Peak Current (contoh : 4mA, 300mA, 500mA, 1A)

Contoh aplikasi perangkat menggunakan dioda :

1.  Power Supply

Gambar 11. Contoh Power Supply

Gambar 12. Power Supply 2

Gambar 13. Power Supply 3

2. Lampu Otomatis

Gambar 14. Lampu Otomatis

Komponen yang diperlukan untuk rangkaian di atas adalah sebagai berikut :

4 bh dioda IN4002/IN4007
3 bh Resistor R1 820k , R2 33k , R3 4k7
1 bh ldr (kecil , sedang , besar , sesuai keinginan anda)
1 bh SCR FIR3D/2P4M
Lampu biasa (5watt/10 watt)

Cara pasangnya adalah sebagai berikut :

Gambar 15. Cara pasang lampu.

Ingat !!!! ini adalah rangkaian AC, jadi nyetruuuummmmm.......

Gambar 16. Skema Lain dari Lampu Otomatis

Materi Presentasi dari Dioda ini dapat didownload dari link di bawah :

1. Dioda Presentasi - 4Shared

2. Dioda Presentasi - Slideshare

Semikonduktor - Pertemuan 2

Gambar 1. Wafer Semikonduktor

Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada diantara isolator dan konduktor. Sebuah semikonduktor bersifat sebagai isolator pada temperatur yang sangat rendah, namun pada temperatur ruangan bersifat sebagai konduktor.
Menurut Untoro (2009), semikonduktor adalah suatu benda yang tidak bisa menghantarkan arus listrik pada suhu yang rendah, Semikonduktor hanya bisa menghantarkan arus listrik pada suhu tinggi.
Sedangkan menurut Suryatin (2005), semikonduktor adalah suatu bahan yang mempunyai sifat hantaran listrik diantara isolator dan konduktor. 

Bahan semikonduktor yang sering digunakan adalah silikon(Si), germanium (Ge), dan gallium dan arsenide.
Semikonduktor merupakan elemen dasar dari komponen elektronika seperti dioda, transistor dan sebuah IC (integrated circuit). Disebut semi atau setengah konduktor, karena bahan ini memang bukan konduktor murni. Bahan- bahan  logam seperti tembaga, besi, timah disebut sebagai konduktor yang baik sebab logam memiliki susunan atom yang sedemikian rupa, sehingga elektronnya dapat bergerak bebas.

Gambar 1a. Metode wafer pada Semikonduktor

Contoh ikatan semikonduktor adalah sebagai berikut : Sebenarnya atom tembaga dengan lambang kimia Cu memiliki inti 29 ion (+) dikelilingi oleh 29 elektron (-).  Sebanyak 28 elektron menempati orbit-orbit bagian dalam membentuk inti yang  disebut nucleus. Dibutuhkan energi yang sangat besar untuk dapat melepaskan ikatan elektron-elektron ini. Satu buah elektron lagi yaitu elektron yang ke-29, berada pada orbit paling luar.

Gambar 1b. Atom Cu

Orbit terluar ini disebut pita valensi dan elektron yang berada pada pita ini dinamakan elektron valensi. Karena hanya ada satu elektron dan jaraknya 'jauh' dari nucleus, ikatannya tidaklah terlalu kuat. Hanya dengan energi yang sedikit saja elektron terluar ini mudah terlepas dari ikatannya. 

Pada suhu kamar, elektron tersebut dapat bebas bergerak atau berpindah-pindah dari satu nucleus ke nucleus lainnya.  Jika diberi tegangan potensial listrik, elektron-elektron  tersebut dengan mudah berpindah ke arah potensial yang sama. Phenomena ini yang dinamakan sebagai arus listrik. 

Isolator adalah atom yang memiliki elektron valensi sebanyak 8 buah, dan dibutuhkan energi yang besar untuk dapat melepaskan elektron-elektron ini. Dapat ditebak, semikonduktor adalah unsur yang susunan atomnya memiliki elektron valensi lebih dari 1 dan kurang dari 8. Tentu saja yang paling "semikonduktor" adalah unsur yang atomnya memiliki 4 elektron valensi.

Terdapat dua jenis semikonduktor yaitu:

1. Semikonduktor intrinsik dan 
2. Semikonduktor ekstrinsik, 

Semikonduktor intrinsik biasanya hanya terdiri dari Ge atau Si saja, sedangkan semikonduktor ekstrinsik gabungan dari dua jenis bahan atau lebih.

Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik, karena konduktansinya yang dapat diubah-ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping).

Salah satu alasan utama kegunaan semikonduktor dalam elektronik adalah sifat elektroniknya dapat diubah banyak dalam sebuah cara terkontrol dengan menambah sejumlah kecil ketidakmurnian. Ketidakmurnian ini disebut dopant

Pada umumnya, komponen dasar aktif elektronika terbuat dari bahan-bahan semikonduktor misalnya dioda, transistor, dan IC (Integreted Circuit)

Gambar 2. Contoh alat terbuat dari Semikonduktor

Pada semikonduktor murni atau intrinsik, perpindahan muatan berarti terjadinya pengaliran arus. Perpindahan muatan terjadi karena dua sebab yaitu : karena adanya perpindahan elektron bebas dan karena adanya perpindahan hole (lubang), kedua-duanya bisa terjadi bersama-sama. Dalam semikonduktor jenis ini banyaknya elektron bebas sama dengan banyaknya hole yang terjadi.

Atom semikonduktor murni pada suhu nol mutlak (-2730 C atau 0 Kelvin), bersifat sama dengan isolator, tetapi apabila suhu menjadi naik, semikonduktor dapat mengalir arus, walaupun sangat kecil sekali.

Terdapat dua jenis semikonduktor ekstrinsik, yaitu jenis p dan jenis n.

Semikonduktor jenis p adalah semikonduktor yang terdiri dari campuran atom-atom yang tidak memiliki elektron bebas dan bersifat menerima elektron. Misalnya unsur Ge bercampur dengan gallium (Ga). Pada semikonduktor jenis p, lubang (hole) bertindak sebagai muatan positif, oleh karena itu komponen ini sering disebut sebagai pembawa muatan minoritas.

Semikonduktor jenis n adalah semikonduktor intrinsik yang bercampur dengan atom lain sehingga kenaikan jumlah elektron negatif yang bebas. Misalnya unsur Si dengan arsen (Ar). Pada semikonduktor jenis n , lubang (hole) bertindak sebagai muatan negatif , oleh karena itu komponen ini sering disebut pembawa muatan minoritas , sedangkan elektron sebagai muatan positif disebut pembawa muatan mayoritas.

Penggabungan semikonduktor jenis p dan jenis n pada komponen elektronika diantaranya adalah dioda, dan transistor

Gambar 3. Dioda

Gambar 4. Transistor

Materi Presentasi bisa diunduh pada link di bawah :

1. Materi 2 - Semikonduktor - Slideshare

2. Materi 2 - Semikonduktor - 4shared

Benda Bermuatan - Pertemuan 1

Adik-adik mahasiswa yang saya kagumi.  berikut saya sertakan materi presentasi Mata Kuliah Elektronika Dasar yang memuat tentang benda bermuatan.

Apakah saudara tahu tentang listrik ?
Apakah saudara tahu tentang atom ?
Apakah saudara tahu tentang elektron ?
Apakah saudara tahu tentang proton ?

Pertemuan 1 - Elektronika Dasar from ahmad haidaroh

Materi ini menjelaskan tentang apa itu benda bermuatan ?

Bagaimana bentuknya ?

Berapa besar nilai isinya ? dan lain sebagainya.

Listrik statis (elektrostatic) adalah kumpulan muatan listrik dalam jumlah besar, yang statis (tidak mengalir), namun apabila terjadi pengosongan muatan tersebut waktunya sangat singkat

Muatan Listrik

Benda bermuatan listrik à benda yang mempunyai kelebihan jumlah elektron atau proton

Gambar 1.

Jenis-jenis muatan listrik :

• Dalam atom terdiri dari inti atom dan elektron. 
• Inti atom terdiri dari proton dan neutron, proton bermuatan positif dan neutron tidak bermuatan (netral). 
• Atom disebut netral jika jumlah proton di dalam inti atom sama dengan jumlah elektron yang mengelilingi inti. 
• Atom positif adalah atom yang memiliki muatan positif lebih banyak dari muatan negatifnya.

Elektron

• Elektron adalah salah satu dari tiga jenis utama dari partikel yang membentuk atom. 
• Dua jenis lainnya adalah proton dan neutron. 
• Tidak seperti proton dan neutron, yang terdiri atas partikel sederhana yang lebih kecil, elektron merupakan partikel dasar yang tidak terdiri dari partikel yang lebih kecil. Mereka adalah jenis partikel fundamental yang disebut lepton. Semua lepton memiliki muatan listrik -1 atau 0.

Sifat elektron

Elektron sangat kecil. Massa elektron hanya sekitar 1/2000 massa proton atau neutron, sehingga elektron hampir tidak memberikan kontribusi pada massa total atom. 

Elektron memiliki muatan listrik yakni -1, yang sama tetapi berlawanan dengan muatan proton, yaitu +1. 

Semua atom memiliki jumlah elektron yang sama dengan proton, sehingga muatan positif dan negatif “meniadakan,” membuat atom netral

Dimanakah Elektron Berada ?

Tidak seperti proton dan neutron, yang terletak di dalam inti di pusat atom, elektron ditemukan di luar inti. 

Karena muatan listrik berlawanan akan saling tarik, elektron yang negatif tertarik ke inti yang positif. 

Ini gaya tarik-menarik membuat elektron terus bergerak melalui ruang yang kosong di sekitar inti. Gambar di bawah ini adalah cara yang umum untuk mewakili struktur atom. Ini menunjukkan elektron sebagai partikel yang mengorbit inti, mirip dengan cara kalau planet-planet mengorbit matahari

Gambar 2. Orbit Elektron

Berikut ini adalah link untuk download :

1. Presentasi Elektronika Dasar Pertemua 1 - Slideshare

2. Presentasi Elektronika Dasar Pertemua 1 - 4Shared

Materi Elektronika Dasar - Software Simulasi Livewire 1.11

Bagi adik-adik mahasiwa semester 1 yang saat ini sedang galau menunggu materi kuliah, ini ada materi kuliah yang akan saya diskusikan dengan adik-adik semua pada saat kuliah.

Tetapi jangan berharap materi ini sudah bagus, tetapi masih ada beberapa revisi yang harus saya lakukan.  Over all masih ok.
Jangan khawatir bilamana ada yang tidak tahu, mohon segera dikonfirmasikan kepada saya bisa (wooooo.........pak ahmad ini sebenarnya hidup di dunia maya kah ?)  .

datang langsung ketemu ataupun via FB, Istagram, Google+, Twitter dan medsos lainnya
Cara melihat yang paling gampang apakah p ahmad di dunia maya atau tidak lihat telapak kakinya, apakah menginjak tanah atau melayang ? kalau melayang berarti....................
xixixiixixi........

Eh, ngomong-ngomong, pak ahmad ini siapa sih ?.......bagi adik-adik yang belum kenal, mari kita kenalan lebih dulu.........caranya ? Gampang saja, silahkan dicari di google, pakai nama lengkap atau pakai nama belakang saja sebagai keyword. Pasti akan ketemu dengan...................................xixixiixiii

Ini materi Elektronika Dasarnya, silahkan download dari link berikut :

Materi Elektronika Dasar

Untuk software bantu simulasi, bisa didownload pada link berikut :

Livewire 1.11 Pro

Terima kasih