Elektronika Dasar

ARUS LISTRIK
Arus listrik dikeluarkan oleh sumber arus, salah satu contoh sumber arus adalah "baterai"

Simbol baterai

Baterai mempunyai dua kutub, 
yaitu "Kutub positif (+)" dan "kutub negatif (-)"

Baterai

simbol = diagram / skema listrik

Hubung singkat / Short circuit

  Arus diberi kode : I
Arus listrik = Current ( Inggris ) / Stroom ( Belanda )
Untuk mengetahui jalannya arus listrik, kutub kutub baterai dihubungkan dengan kabel, maka kabel akan terasa panas "arus listrik mengalir dari kutub positif menuju negatif" dan terjadi hubung singkat / short


Besarnya / kuat arus dinyatakan dalam satuan :
1 A = 1000 mA
1 A = 1.000.000 micro Ampere ( uA )

Arus listrik yang mengalir, besarnya bisa diukur dengan alat Amper meter

Sirkuit terbuka / open circuit

 Jika sirkuitnya terbuka ( open ), tidak ada arus yang mengalir
( I = 0 )  INGAT ! Arus bisa mengalir bila sirkuitnya tertutup

Sirkuit tertutup / Closed circuit

Untuk mencegah terjadinya hubung singkat, maka pada sirkuitnya perlu diberi beban ( load )






Tidak semua bahan bisa dilalui arus listrik, bahan yang bisa dilaui arus listrik disebut konduktor, misal : besi, tembaga, emas, air, dan lain lain.
Sedangkan bahan yang tidak bisa dilalui arus listrik disebut : isolator / penyekat , misalnya : karet, kain, kertas, plastik, kayu, dan lain lain



 SEMIKONDUKTOR

Semikonduktor murni merupakan isolator yang relatif baik dibandingkan dengan logam, meskipun tidak sebagus sebagai isolator sejati seperti kaca. Untuk menjadi berguna dalam aplikasi semikonduktor, semikonduktor intrinsik (semikonduktor murni tanpa doping) harus tidak lebih dari satu atom ketidakmurnian dalam 10 miliar atom semikonduktor. Hal ini mirip dengan ketidakmurnian sebutir garam dalam gerbong kereta api gula. Murni, atau semikonduktor kotor yang jauh lebih konduktif, meskipun tidak sebaik logam. Mengapa ini bisa terjadi? Untuk menjawab pertanyaan itu, kita harus melihat pada struktur elektron dari bahan-bahan tersebut pada Gambar di bawah ini .

(a) semikonduktor intrinsik adalah sebuah isolator memiliki shell elektron lengkap. (b) Namun demikian, energi panas dapat membuat pasangan lubang elektron yang mengakibatkan beberapa konduksi lemah.

Gambar bawah (a) menunjukkan empat elektron di kulit valensi semikonduktor membentuk ikatan kovalen empat atom lain. Ini adalah rata, lebih mudah untuk menarik, versi Gambar di atas. Semua elektron dari sebuah atom yang terikat dalam empat ikatan kovalen, pasangan elektron bersama. Elektron tidak bebas untuk bergerak tentang kisi kristal. Jadi, intrinsik, murni, semikonduktor merupakan isolator yang relatif baik dibandingkan dengan logam.

Energi panas terkadang membebaskan sebuah elektron dari kisi kristal seperti dalam Gambar di atas (b). . Ketika elektron dibebaskan,  meninggalkan tempat kosong dengan muatan positif dalam kisi kristal yang dikenal sebagai hole. Hole ini tidak tetap untuk kisi-kisi, tetapi, bebas untuk bergerak. Elektron bebas sampai jatuh ke dalam lubang. Ini disebut rekombinasi. Jika medan listrik eksternal diterapkan pada semikonduktor, elektron dan lubang akan melakukan arah yang berlawanan. Peningkatan suhu akan meningkatkan jumlah elektron dan lubang, mengurangi resistensi. Ini adalah kebalikan dari logam, dimana ketahanan meningkat dengan suhu dengan meningkatkan tabrakan elektron dengan kisi kristal. Jumlah elektron dan lubang dalam semikonduktor intrinsik adalah sama. Namun, kedua operator tidak selalu bergerak dengan kecepatan yang sama dengan penerapan medan eksternal. Cara lain untuk menyatakan ini adalah bahwa mobilitas tidak sama untuk elektron dan lubang.

Semikonduktor murni, dengan sendirinya, tidak terlalu berguna. Meskipun, semikonduktor harus disempurnakan ke tingkat kemurnian tinggi sebagai titik awal sebelum penambahan pengotor tertentu.

(a) konfigurasi shell luar elektron dari donor jenis-N Fosfor, Silicon (untuk referensi), dan akseptor jenis-P Boron. (b) jenis-N ketidakmurnian donor menciptakan elektron bebas (c) jenis-P ketidakmurnian akseptor menciptakan hole, pembawa muatan positif.

Pertemuan PN, Saluran Listrik satu Jalur

              Di sini mungkin akan menguntungkan bila kita sejenak memperhatikan cara pembuatan dioda. Bahan baku dioda umumnya adalah silikon, yaitu bahan bukan konduktor tetapi juga bukan  isolator, tetapi mempunyai sifat diantara keduanya. Dengan menggunakan proses kimia yang disebut doping, bahan ini dibuat memiliki elektron bebas dalam jumlah yang besar. Kita menyebutnya silikon tipe N. Lawan dari silikon tipe N adalah silikon tipe P dan ini dapat diperoleh dengan proses doping yg berbeda. Disini silikon dibuat kelebihan hole. Hole ini bergeser dari atom satu ke atom yang lain dalam bahan silikon ini. Gerakan ini menyerupai kedatangan dan kepergian taxi-taxi pada pangkalan taxi yang penuh.

Bila taxi-taxi bergerak kedepan, maka celah atau ruang (gap) yang ada bergerak kebelakang

     Taxi pertama jalan dan meninggalkan pangkalan. Taxi kedua bergerak kedepan meninggalkan tempat kosong posisi keduanya. Bila taxi ketiga sudah bergerak maju,maka tempat kosong adalah lokasi ketiga, demikian seterusnya. Pada saat taxi (elektron) bergerak kedepan, tempat kosong (hole) pada pangkalan taxi bergerak dari depan kebelakang.

     Sudah umum untuk menganggap elektron bebas dalam silikon N dan hole dalam silikon P sebagai pembawa arus. pentingnya konsep ini akan dapat anda rasakan nanti.

       Langkah berikutnya adalah menempatkan sebagian kecil silikon P dan N bersama sama. Hasilnya dikenal sebagai pertemuan P-N, dan membentuk sebuah dioda.

Pertemuan PN adalah sebuah insulator

        Pada daerah pertemuan, elektron-elektron bebas dari bahan silikon N mengisi hole pada bahan P (+). Jadi didaerah ini tidak ada lagi elektron bebas dan hole dan silikon menjadi sebuah insulator. Dioda menutup (menbloking). Efek penutupan ini meningkat bila terminal N dihubungkan dengan kutub positif dan terminal P dihubungkan ke kutub negatif dari sebuah sumber tegangan. Hal ini menggerakkan elektron elektron bebas lain dari bagian N dan hole dari bagian P, sehingga daerah insulator pada pertemuan menjadi lebih lebar.

Bila pertemuan PN diberi panjaran mundur (+ ke N dan - ke P) maka pertemuan ini akan mengembang / melebar.

         Namun demikian, bila hubungan terminal terminalnya sekarang dibalik, negatif ke N dan positif ke P, bahan N menjadi jenuh dengan elektron dan bagian P tertinggal dengan banyak hole (karena kutup positif menarik elektron-elektron). Elektron-elektron bebas sekarang mencapai pertemuan dan mengisi hole disana. Karena sumber tegangan terus memberikan elektron ke N pada diode dan memindahkannya pada P, dan karena elektron-elektron dan hole terus menjadi netral pada daerah pertemuan, maka ada arus mengalir. Sekarang dioda menghantar.

Bila pertemuan PN diberi panjaran maju (+keP dan - keN) maka daerah insulasi tidak muncul

DIODA

      Sekarang dapat anda pahami bahwa dioda hanya menghantar dalam satu arah, arah kedepan (maju) dari terminal baterai positif ke arah terminal baterai negatif

Simbol dioda A=Anoda, K=Katoda

          Bila diungkapkan dengan kata kata. dioda adalah katup elektrik. Namun hal ini tidak tepat betul. Dalam memompa ban sepeda, Kita harus mengatasi tekanan sebesar tertentu untuk dapat membuka katup ban dalam sepeda, demikian pula yang terjadi pada dioda.

          Suapaya arus bisa mengalir kearah maju maju, voltase harus sebesar 0.7V pada dioda silikon (Si) dan 0.3V pada dioda Germanium (Ge) dan voltase lebih besar lagi LED.



TRANSISTOR
 
       Transistor berasal dari kata TRANsfer dan reSISTOR ( transfer = pindah dan resistor = hambatan )
Jenis jenis transistor :

Add caption

Analogi Transistor air

Bila tidak ada arus yang mengalir pada B, katup pada pipa C akan menutup. Air akan mengalir dari C ke E hanya bila ada air yang mengalir pada B. Makin banyak air yang mengalir di B, semakin besar pula jumlah air yang mengalir di C.  Aliran air basis mengendalikan aliran air Colector

INDUKTOR

Medan magnet dan induktansi
 
Setiap kali elektron mengalir melalui konduktor, medan magnet di sekitar konduktor akan mengembangkan itu. Efek ini disebut elektromagnetisme. Efek medan magnet jajaran dari elektron dalam atom, dan dapat menyebabkan kekuatan fisik untuk mengembangkan antara atom melintasi ruang seperti halnya dengan medan listrik mengembangkan gaya antara partikel bermuatan listrik. Seperti medan listrik, medan magnet dapat menempati ruang kosong, dan mempengaruhi materi di kejauhan.

simbol simbol induktor

Seperti arus listrik menghasilkan medan magnet terkonsentrasi di sekitar kumparan,  aliran medan ini setara dengan penyimpanan energi kinetik gerak yang mewakili dari elektron melalui kumparan. Semakin banyak arus dalam kumparan, akan semakin kuat medan magnet , dan  lebih banyak energi  induktor  akan disimpan.

SMD CAPASITOR NON POLAR / BIPOLAR

CAPASITOR


Capasitor menyimpan muatan listrik. Banyaknya buatan bergantung kepada kuat arus pemuatan dan waktu pemuatan.

Arus pemuatan dan arus pembuangan muatan mengalir hanya dalam waktu tertentu, sampai capasitornya terisi atau terbuang muatannya

Pada dasarnya capasitor  terdiri atas dua permukaan logam yang saling  terisolasi (2 terninal koneksi)

Capasitor juga dapat menahan tegangan searah, tetapi juga dapat meneruskan tegangan bolak balik

Dibawah ini adalah contoh capasitor SMD ( Surface Mount Device )yg sering ditemui di motherboard laptop

SMD CAPASITOR POLARITAS

KODE KAPASITAS :
J6  = 2.2 uF
N6 = 3.3 uF
S6 = 4.7 uF
W6 = 6.8 uF
A7 = 10 uF
E7 = 15 uF
J7 = 22 uF
N7 = 33 uF
S7 = 47 uF
W7 = 68 uF
A8 = 100 uF
E8 = 150 uF
J8 = 220 uF
N8 = 330 uF
S8 = 470 uF
W8 = 680 uF
A9 = 1000 uF
 
KODE VOLTASE :
e = 2.5 VDC
g = 4.0 VDC
j = 6.3 VDC
A = 10 VDC
C = 16 VDC

MOSFET
Mosfet sudah pernah saya tulis di blog ini , untuk bisa mendalami bagaimana bekerjanya syarat Vgs berapa, anda bisa mengikuti program kursus teknisi laptop