Friend

Archive for 2013

KAPASITOR (PENYIMPAN MUATAN ENERGI LISTRIK)

Minggu, 31 Maret 2013
Posted by Unknown
Add Comments
Read More...


Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk mengeblok  arus DC, Filter, dan penyimpan energi listrik.Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan yang digunakan sebagai  insulator  dinamakan dielektrik.
o Berikut ini adalah jenis-jenis kapasistor :

  1.Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari alumunium yang menggunakan membran oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Electrolytic Capacitor adalah perbedaan polaritas pada kedua
kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhati – hati di dalam pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan
“MELEDAK”. Biasanya jenis kapasitor ini digunakan pada rangkaian  power supply,  low pass filter , rangkaian pewaktu. Kapasitor ini tidak bisa digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi

 2. Tantalum Capacitor
Merupakan jenis  electrolytic capacitor yang elektrodanya terbuat
dari material  tantalum.Komponen ini memiliki polaritas, cara  membedakannya dengan mencari tanda + yang ada pada tubuh kapasitor, tanda ini menyatakan bahwa pin dibawahnya memiliki polaritas positif. Diharapkan berhati – hati di dalam pemasangan komponen karena tidak boleh terbalik terbuat dari bahan alumunium dan kebanyakan digunakan untuk sistemyang  menggunakan sinyal analog. Contoh aplikasi yang menggunakan kapasitor jenis ini adalah noise limiter, coupling capacitor dan rangkaian filter.

 3. Ceramic Capacitor
Kapasitor menggunakan bahan  titanium acid barium  untuk dielektriknya. Frekuensinya tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal frekuensi tinggi menuju ke ground


 4. Multilayer Ceramic Capacitor
Bahan material untuk kapasitor ini sama dengan jenis kapasitor keramik, bedanya terdapat pada jumlah lapisan yang menyusun dielektriknya.. Pada jenis ini dielektriknya disusun dengan banyak lapisan atau biasanya disebut dengan  layer  dengan ketebalan 10 s/d 20  µm dan pelat elektrodanya dibuat dari logam yang murni. Biasanya jenis ini baik digunakan untuk aplikasi atau melewatkan frekuensi tinggi menuju tanah.

5. Polyester Film Capacitor
Dielektrik dari kapasitor ini terbuat dari  polyester film.Biasanya jenis ini digunakan untuk rangkaian yang menggunakan frekuensi tinggi, dan rangkaian analog. Kapasitor ini biasanya disebut mylar dan mempunyai toleransi sebesar ±5% sampai  ±10%

6. Polypropylene Capacitor
Kapasitor ini memiliki nilai toleransi yang lebih tinggi dari polyester film capacitor. Pada umumnya nilai kapasitansi dari komponen ini  tidak akan berubah apabila dirancang disuatu sistem dimana frekuensi yang melaluinya lebih kecil atau sama dengan 100KHz
7. Kapasitor Mika
Jenis ini menggunakan mika sebagai bahan dielektriknya. Kapasitor mika mempunyai tingkat kestabilan yang bagus, karena temperatur  koefisiennya rendah. Karena frekuensi karakteristiknya sangat bagus, biasanya kapasitor ini digunakan untuk rangkaian resonansi,
filter untuk frekuensi tinggi dan rangkaian yang menggunakan tegangan tinggi misalnya: radio pemancar yang menggunakan tabung transistor. Kapasitor mika tidak mempunyai nilai kapasitansi yang tinggi, dan harganya relatif mahal.

8. Polystyrene Film Capacitor
Dielektrik dari kapasitor ini menggunakan polystyrene film . Tipe ini tidak bisa digunakan untuk aplikasi yang menggunakan frekuensi  tinggi, karena konstruksinya yang sama seperti kapasitor elektrolit yaitu seperti koi.. Komponen ini mempunyai 2 warna untuk elektrodanya, yaitu: merah dan abu – abu. Untuk yang merah elektrodanya terbuat dari tembaga sedangkan warna abu – abu terbuat dari kertas alumunium.

9. Electric Double Capacitor (Super Capacitor)
Jenis kapasitor ini bahan dielektriknya sama dengan kapasitor  elektrolit.Kapasitor ini biasanya digunakan untuk rangkaian power supply.
 
10. Trimmer Capacitor
Kapasitor jenis ini menggunakan keramik atau plastik sebagai  bahan dielektriknya.. Didalam pemutaran diharapkan menggunakan obeng yang khusus, agar tidak menimbulkan efek kapasitansi antara obeng dengan tangan.
 
11. Tuning Capacitor
Kapasitor ini dinegara Jepang disebut sebagai “Varicons”, biasanya  banyak sekali digunakan sebagai pemilih gelombang pada radio. Jenis dielektriknya menggunakan udara.

SEMIKONDUKTOR

Minggu, 24 Maret 2013
Posted by Unknown
Add Comments
Read More...

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. 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.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 ikatannyaPada 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.

Cara kerja semikonduktor
Pada dasarnya, transistor dan tabung vakum memiliki fungsi yang serupa; keduanya mengatur jumlah aliran arus listrik.
Untuk mengerti cara kerja semikonduktor, misalkan sebuah gelas berisi air murni. Jika sepasang konduktor dimasukan kedalamnya, dan diberikan tegangan DC tepat dibawah tegangan elektrolisis (sebelum air berubah menjadi Hidrogen dan Oksigen), tidak akan ada arus mengalir karena air tidak memiliki pembawa muatan (charge carriers). Sehingga, air murni dianggap sebagai isolator. Jika sedikit garam dapur dimasukan ke dalamnya, konduksi arus akan mulai mengalir, karena sejumlah pembawa muatan bebas (mobile carriers, ion) terbentuk. Menaikan konsentrasi garam akan meningkatkan konduksi, namun tidak banyak. Garam dapur sendiri adalah non-konduktor (isolator), karena pembawa muatanya tidak bebas.
Silikon murni sendiri adalah sebuah isolator, namun jika sedikit pencemar ditambahkan, seperti Arsenik, dengan sebuah proses yang dinamakan doping, dalam jumlah yang cukup kecil sehingga tidak mengacaukan tata letak kristal silikon, Arsenik akan memberikan elektronbebas dan hasilnya memungkinkan terjadinya konduksi arus listrik. Ini karena Arsenik memiliki 5 atom di orbit terluarnya, sedangkan Silikon hanya 4. Konduksi terjadi karena pembawa muatan bebas telah ditambahkan (oleh kelebihan elektron dari Arsenik). Dalam kasus ini, sebuah Silikon tipe-n (n untuk negatif, karena pembawa muatannya adalah elektron yang bermuatan negatif) telah terbentuk.
Selain dari itu, silikon dapat dicampur dengan Boron untuk membuat semikonduktor tipe-p. Karena Boron hanya memiliki 3 elektron di orbit paling luarnya, pembawa muatan yang baru, dinamakan “lubang” (hole, pembawa muatan positif), akan terbentuk di dalam tata letak kristal silikon.
Dalam tabung hampa, pembawa muatan (elektron) akan dipancarkan oleh emisi thermionic dari sebuah katode yang dipanaskan oleh kawat filamen. Karena itu, tabung hampa tidak bisa membuat pembawa muatan positif (hole).
Dapat disimak bahwa pembawa muatan yang bermuatan sama akan saling tolak menolak, sehingga tanpa adanya gaya yang lain, pembawa-pembawa muatan ini akan terdistribusi secara merata di dalam materi semikonduktor. Namun di dalam sebuah transistor bipolar (atau diode junction) dimana sebuah semikonduktor tipe-p dan sebuah semikonduktor tipe-n dibuat dalam satu keping silikon, pembawa-pembawa muatan ini cenderung berpindah ke arah sambungan P-N tersebut (perbatasan antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n), karena tertarik oleh muatan yang berlawanan dari seberangnya.
Kenaikan dari jumlah pencemar (doping level) akan meningkatkan konduktivitas dari materi semikonduktor, asalkan tata-letak kristal silikon tetap dipertahankan. Dalam sebuah transistor bipolar, daerah terminal emiter memiliki jumlah doping yang lebih besar dibandingkan dengan terminal basis. Rasio perbandingan antara doping emiter dan basis adalah satu dari banyak faktor yang menentukan sifat penguatan arus (current gain) dari transistor tersebut.
Jumlah doping yang diperlukan sebuah semikonduktor adalah sangat kecil, dalam ukuran satu berbanding seratus juta, dan ini menjadi kunci dalam keberhasilan semikonduktor. Dalam sebuah metal, populasi pembawa muatan adalah sangat tinggi; satu pembawa muatan untuk setiap atom. Dalam metal, untuk mengubah metal menjadi isolator, pembawa muatan harus disapu dengan memasang suatu beda tegangan. Dalam metal, tegangan ini sangat tinggi, jauh lebih tinggi dari yang mampu menghancurkannya. Namun, dalam sebuah semikonduktor hanya ada satu pembawa muatan dalam beberapa juta atom. Jumlah tegangan yang diperlukan untuk menyapu pembawa muatan dalam sejumlah besar semikonduktor dapat dicapai dengan mudah. Dengan kata lain, listrik di dalam metal adalah inkompresible (tidak bisa dimampatkan), seperti fluida. Sedangkan dalam semikonduktor, listrik bersifat seperti gas yang bisa dimampatkan. Semikonduktor dengan doping dapat dirubah menjadi isolator, sedangkan metal tidak.
Gambaran di atas menjelaskan konduksi disebabkan oleh pembawa muatan, yaitu elektron atau lubang, namun dasarnya transistor bipolar adalah aksi kegiatan dari pembawa muatan tersebut untuk menyebrangi daerah depletion zone. Depletion zone ini terbentuk karena transistor tersebut diberikan tegangan bias terbalik, oleh tegangan yang diberikan di antara basis dan emiter. Walau transistor terlihat seperti dibentuk oleh dua diode yang disambungkan, sebuah transistor sendiri tidak bisa dibuat dengan menyambungkan dua diode. Untuk membuat transistor, bagian-bagiannya harus dibuat dari sepotong kristal silikon, dengan sebuah daerah basis yang sangat tipis.

DASAR-DASAR SEMIKONDUKTOR
Suatu penghantar listrik yang tidak baik disebut isolator, penghantar listrik yang baik adalah konduktor. Dan bahan yang konduktiviasnya terletak diantara kedua ekstrim ini disebut semikonduktor.
Semikonduktor adalah suatu bahan yang mempunyai daerah hambatan yang kecil di bandingkan dengan isolator, bahan semikonduktor yang paling penting adalah Germanium dan Silicondengan nilai tegangan konduksi sebesar 0,2V u,tuk Germanium dan 0,7V untuk Silicon. Bahan-bahan ini bersifat isolatorpada temperature yang rendah maka bahan in dikatakan semikonduktor murni. Apabila temperature dinaikan, sebagian dari electron valensi memperoleh panas yang lebih besar, dan terjadi gerakan-gerakan electron dan gerakan hole(lubang)
BAHAN TIPE P MAN TIPE N
Pada umumnya bahan yang di padukan dengan semikonduktor murni adalah bahan-bahan yang memiliki 3 atau 5 valensi electron.
Bahan yang kelebihan electron disebut bahan tipe N sedangkan bahan yang kekurangan elektron dinamakan bahan tipe P.
MUATAN ELEKTRON BEBAS DALAM SEMIKONDUKTOS TIPE-N
Bahan-bahan yang di doping pada bahan semikonduktor murni dan memiliki 5 valensi pada masing-masing atomnya, maka pada kristal tersebut/dari hasil doping, akan terdapat kelebihan electron yang berupa electron bebas.
MUATAN HOLE DALAM SEMIKONDUKTOR
Bila bahan semikonduktor murni didoping dengan bahan almunium atau bahan-bahan yang bervalensi electron 3, maka akan terjadi muatan hole, atau kekosongan ikatan kovalen,karena seperti telah kita ketahui bahwa bahan Ge dan Si memiliki 4 valensi electron,hole disini merupakan muatan P.
ARUS DALAM SEMIKONDUKTOR
Semikonduktor tipe N memiliki electron bebas sebagai mayoritas carrier dan hole sebagai minoritas carrier. Sedangkan pada bahan tipe P adalah sebaliknya. Bila mayoritas carrier diberi tegangan, arus akan forward. Arus ini adalah arus mayoritas pada tipe N dan arus mayoritas hole pada tipe P.
PEMASANGAN P-N
Ditengah sisi P dan sisi N terdapat daerah barier(daerah netral hole=electron) Tegangan barrier ini untuk menjaga agar muatan-muatan electron bebas/hole supaya tidak melewati titik persambungan. Tegangan barier adalah tegangan pada saat junction P-N digunakan, dengan memberikan tegangan dari luar.
TEGANGAN FORWARD DAN TEGANGAN REVERSE
Tegangan forward karena tidak terdapat daerah barrier maka arus lewat(forward) serta sebaliknya untuk tegangan reverse. Arus forward dapat di nyatakan, bila polaritar positif sumber di berikan pada sisi P atau polaritas negative dihubungkan pada sisi N. Bila polaritas dibalik maka dalam keadaan ini hubungannya reverse.
ISTILAH-ISTILAH DALAM SEMIKONDUKTOR
Doping: Memasukan bahan semikonduktor lain yang bervalensi 3 atau 5 kedalam Germanium atau Silicon yang bervalensi 4 Donor: Bahan yang digunakan untuk doping Akseptor: Bahan semikonduktor yang menerima doping.
BAHAN-BAHAN YANG BERVALENSI 3 DAN 5
Element           Simbol                         Jumlah valensi
            Antimony         Sb                                5
            Phosphours      P                                  5
            Arsenic            As                                5
            Gallium            Ga                                3
            Indium             In                                  3
            Alumunium       Al                                 3
            Borron             B                                  3