Elektronika Dasar Dijelaskan

Untuk pemula di bidang elektronik, membangun proyek elektronik dasar dari diagram sirkuit bisa jadi luar biasa. Panduan cepat ini dimaksudkan untuk membantu para pemula dengan memungkinkan mereka memberikan detail yang berguna tentang komponen elektronik serta tentang teknik membangun sirkuit. Kami akan memeriksa bagian-bagian dasar seperti resistor, kapasitor, induktor, transformator, dan potensiometer.

RESISTOR

Resistor adalah bagian yang menghilangkan daya, biasanya melalui panas. Implementasinya ditentukan oleh hubungan yang dikenal sebagai hukum Ohm: V = I X R di mana V adalah tegangan di atas resistor dalam volt, I mengacu pada arus yang melalui resistor dalam amp dan R adalah nilai resistor dalam ohm. Representasi resistor ditunjukkan pada Gambar 1.1.

Entah kita mampu memanfaatkan resistor untuk mengubah tegangan di lokasi tertentu dalam rangkaian, atau kita dapat menerapkannya untuk mengubah arus di lokasi rangkaian yang diinginkan.

Nilai resistor dapat diidentifikasi melalui cincin berwarna di sekitarnya. Anda akan menemukan 3 cincin atau pita fundamental yang memberi kita detail ini (Gbr. 1.2).

Pita dicat dengan warna tertentu dan setiap pita berwarna mewakili nomor seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1.1. Sebagai contoh bila pita berwarna coklat, merah dan oranye, maka nilai resistornya adalah 12 X 1,00.0 atau 12.000 ohm 1.000 ohm biasanya diidentifikasikan sebagai kilohm atau k, sedangkan 1.000.000 dinamakan megohm atau MOhm.

Cincin atau pita berwarna terakhir menandakan besaran toleransi resistor, untuk nilai resistor tertentu. Emas menunjukkan toleransi + atau - 5 persen (± 5%), perak menandakan bahwa itu adalah + atau - 10 persen (± 10%). Jika Anda tidak menemukan adanya pita tolrance biasanya berarti bahwa toleransi adalah ± 20 persen.

Secara umum, semakin besar resistornya, semakin besar daya yang dapat dinilai untuk ditangani. Nilai daya dalam watt mungkin berbeda dari 1/8 W hingga banyak watt. Daya ini pada dasarnya adalah hasil kali tegangan (V) dan arus (I) yang melewati resistor.

Menerapkan hukum Ohm kita dapat menentukan daya (P) yang dihamburkan oleh resistor sebagai P = V X I = I ^ 2R = V ^ 2 / R di mana R adalah nilai resistor. Anda tidak akan menemukan aspek negatif listrik saat bekerja dengan resistor yang mungkin lebih besar dari spesifikasi yang diperlukan.

Satu-satunya kelemahan kecil adalah dalam bentuk dimensi mekanis yang meningkat dan mungkin biaya yang lebih tinggi.

KAPASITOR

Nama awal untuk kapasitor apa pun yang dulunya kondensor, meskipun nama sekarang terlihat lebih terkait dengan fungsi sebenarnya. Kapasitor didesain dengan 'kapasitas' untuk menyimpan energi listrik.

Fungsi dasar kapasitor adalah untuk memungkinkan lewatnya arus bolak-balik (a.c.) melaluinya tetapi memblokir arus searah (d.c.).

Pertimbangan penting lainnya adalah dalam kasus a d.c. tegangan, dari contoh melalui baterai, terhubung melintasi kapasitor sejenak, pada dasarnya DC ini akan terus berada di ujung kapasitor sampai elemen seperti resistor bergabung di atasnya, atau mungkin Anda akhirnya menyingkat terminal kapasitor dengan satu sama lain menyebabkan energi yang tersimpan dilepaskan.

KONSTRUKSI

Umumnya, kapasitor terbuat dari sepasang pelat yang dipisahkan oleh kandungan isolasi yang disebut dielektrik.

Dielektrik dapat dibentuk oleh udara, kertas, keramik, polistiren, atau jenis bahan lain yang sesuai. Untuk nilai kapasitansi yang lebih besar, elektrolit digunakan untuk pemisahan dielektrik. Zat elektrolitik ini memiliki kemampuan menyimpan energi listrik dengan sangat efisien.

DC konstan biasanya diperlukan untuk fungsi kapasitif. Inilah sebabnya mengapa dalam diagram rangkaian kita menemukan ujung positif kapasitor ditunjukkan sebagai blok putih sedangkan sisi negatifnya sebagai balok hitam.

Kapasitor variabel atau yang dapat disesuaikan termasuk baling-baling berputar yang dipisahkan oleh celah udara atau isolator seperti mika. Seberapa banyak baling-baling ini tumpang tindih satu sama lain, menentukan besarnya kapasitansi , dan ini dapat divariasikan atau disesuaikan dengan menggerakkan spindel kapasitor variabel.

Kapasitansi diukur di Farads. Namun, satu kapasitor Farad bisa sangat besar untuk penggunaan praktis apa pun. Oleh karena itu, kapasitor ditetapkan dalam mikrofarad (uF), nanofarad (nF), atau pikofarad (pF).

Satu juta picofarad sama dengan satu mikrofarad, dan satu juta mikrofarad sama dengan satu Farad besarnya. Meskipun nanofarad (nF) tidak terlalu sering digunakan, satu nanofarad mewakili seribu picofarad.

Terkadang Anda mungkin menemukan kapasitor yang lebih kecil dengan kode warna yang ditandai di atasnya, seperti resistor.

Untuk ini, nilai dapat ditentukan dalam pF seperti yang ditunjukkan pada bagan warna yang berdampingan. Sepasang pita di bagian bawah memberikan toleransi dan tegangan maksimum kapasitor yang dapat diterapkan.

Harus benar-benar diperhatikan bahwa nilai tegangan yang tertera pada badan kapasitor mewakili batas tegangan maksimum yang dapat ditoleransi dari kapasitor yang tidak boleh dilampaui. Juga, jika kapasitor elektrolitik terlibat, polaritasnya harus diperiksa dengan cermat dan disolder sesuai.

INDUKTOR

Di sirkuit elektronik Induktor karakteristik kerja hanyalah kebalikan dari kapasitor. Induktor menunjukkan kecenderungan untuk melewatkan arus searah melalui mereka tetapi mencoba untuk melawan atau menahan arus bolak-balik. Mereka biasanya dalam bentuk gulungan kawat tembaga berenamel super, biasanya dililitkan di sekitar bekas.

Untuk menciptakan nilai tinggi induktor , bahan besi biasanya dimasukkan sebagai inti, atau dapat dipasang seperti penutup yang mengelilingi koil secara eksternal.

Karakteristik penting dari induktor adalah kemampuannya untuk menghasilkan 'e.m.f.' segera setelah tegangan yang diberikan dilepas melintasi induktor. Ini biasanya terjadi karena fitur bawaan dari induktor untuk mengkompensasi hilangnya arus asli melintasi arus.

Simbol skema induktor dapat dilihat pada Gambar 1.5. Satuan induktansi adalah Henry, meskipun millihenrys atau microhenrys (mH dan masing-masing) biasanya digunakan untuk mengukur induktor dalam aplikasi praktis.

Satu millihenry memiliki 1000 microhenry sementara seribu millihenry sama dengan satu Henry. Induktor adalah salah satu komponen yang tidak mudah diukur terutama jika nilai sebenarnya tidak dicetak. Ini juga menjadi lebih kompleks untuk diukur ketika ini dibuat di rumah menggunakan parameter non-standar.

Ketika induktor digunakan untuk memblokir sinyal AC, mereka disebut choke frekuensi radio atau RF choke (RFC). Induktor digunakan dengan kapasitor untuk membentuk sirkuit yang disetel, yang memungkinkan hanya pita frekuensi yang dihitung, dan memblokir sisanya.

SIRKUIT YANG DISETEL

Sirkuit yang disetel (Gbr. 1.6), yang melibatkan induktor L dan kapasitor C, pada dasarnya, akan memungkinkan frekuensi tertentu untuk bergerak melintasi dan memblokir semua frekuensi lainnya, atau memblokir nilai frekuensi tertentu dan membiarkan yang lainnya lewat melalui.

Ukuran selektivitas rangkaian yang disetel yang memastikan nilai frekuensi menjadi faktor Q (untuk kualitas).

Nilai frekuensi yang disetel ini juga disebut sebagai frekuensi resonansi (f0) dan diukur dalam hertz atau siklus per detik.

Kapasitor dan induktor dapat digunakan secara seri atau paralel untuk membentuk a sirkuit disetel resonan (Gambar 1.6.a). Sebuah rangkaian tuned seri mungkin memiliki kerugian yang rendah dibandingkan dengan rangkaian tuned paralel (Gbr. 1.6.b) memiliki kerugian yang tinggi.

Ketika kami menyebutkan kerugian di sini, biasanya mengacu pada rasio tegangan melintasi jaringan, terhadap arus yang mengalir melalui jaringan. Ini juga dikenal sebagai impedansinya (Z).

Nama alternatif untuk impedansi ini untuk komponen tertentu mungkin dalam bentuk mis. resistansi (R) untuk resistor dan reaktansi (X) untuk induktor dan kapasitor.

TRANSFORMER

Transformer digunakan untuk meningkatkan tegangan / arus bolak-balik masukan ke tingkat keluaran yang lebih tinggi atau untuk menurunkan yang sama ke tingkat keluaran yang lebih rendah. Ini bekerja juga secara bersamaan memastikan isolasi listrik lengkap di seluruh input AC dan output AC. Beberapa transformator dapat dilihat pada Gambar 1.7.

Pabrikan menandakan semua detail di sisi primer, atau masukan melalui akhiran '1'. Sekunder, atau sisi keluaran, ditandai dengan sufiks '2' T1 dan T2 menunjukkan jumlah lilitan pada primer dan sekunder yang sesuai. Kemudian:

Ketika sebuah trafo dirancang untuk menurunkan sumber listrik 240 V ke tegangan yang lebih rendah, katakanlah 6 V, sisi primer melibatkan jumlah belokan yang relatif lebih tinggi menggunakan kabel pengukur yang lebih tipis sedangkan sisi sekunder dibangun menggunakan jumlah belokan yang relatif lebih sedikit tetapi menggunakan kabel pengukur yang jauh lebih tebal.

Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa tegangan yang lebih tinggi melibatkan arus yang secara proporsional lebih rendah dan oleh karena itu lebih tipis, sedangkan tegangan yang lebih rendah melibatkan arus yang lebih tinggi secara proporsional dan oleh karena itu lebih tebal. Nilai watt primer dan sekunder bersih (V x I) hampir sama pada transformator ideal.

Jika belitan transformator memiliki sadapan kawat yang diekstraksi dari salah satu belokan (Gbr. 1.7.b), hasil dalam pembagian tegangan belitan melintasi sadapan yang sebanding dengan jumlah belitan pada belitan yang dipisahkan oleh kawat sadapan tengah.

Besar tegangan bersih di seluruh ujung ke ujung belitan sekunder akan tetap sesuai dengan rumus yang ditunjukkan di atas

Seberapa besar transformator tergantung pada besarnya spesifikasi arus sekundernya. Jika spek arus semakin besar maka dimensi trafo juga semakin besar secara proporsional.

Ada juga trafo miniatur yang didesain untuk sirkuit frekuensi tinggi , seperti radio, pemancar dll dan mereka memiliki kapasitor built-in yang terpasang di belitan.

Cara Menggunakan Semikonduktor dalam Proyek Elektronik

Oleh: Hutan M. Mims

Membangun dan bereksperimen dengan proyek elektronik bisa bermanfaat, tetapi sangat menantang. Ini menjadi lebih memuaskan, ketika Anda sebagai a penghobi selesaikan pembangunan proyek sirkuit, nyalakan, dan temukan model kerja yang berguna yang dikembangkan dari beberapa komponen sampah. Ini, membuat Anda merasa seperti seorang pencipta, sementara proyek yang sukses menunjukkan upaya dan pengetahuan Anda yang luar biasa di bidang masing-masing.

Ini mungkin hanya untuk bersenang-senang di waktu senggang. Beberapa orang lain mungkin ingin menyelesaikan proyek yang belum diproduksi, atau mungkin menyesuaikan produk elektronik pasar menjadi versi yang lebih inovatif.

Untuk mencapai sukses atau memecahkan masalah kesalahan sirkuit, Anda harus menguasai cara kerja berbagai komponen dan cara mengimplementasikan dengan benar dalam sirkuit praktis. Oke, jadi mari kita langsung ke intinya.

Dalam tutorial ini kita akan mulai semikonduktor.

Bagaimana Semikonduktor dibuat menggunakan Silicon

Anda akan menemukan berbagai komponen semikonduktor, tetapi silikon, yang merupakan elemen utama dari pasir, adalah salah satu elemen yang paling terkenal. Sebuah atom silikon hanya terdiri dari 4 elektron di dalam kulit terluarnya.

Namun mungkin senang mendapatkan 8 dari mereka. Akibatnya, atom silikon berkolaborasi dengan atom tetangganya untuk berbagi elektron dengan cara berikut:

Ketika sekelompok atom silikon berbagi elektron terluarnya, itu menghasilkan pembentukan pengaturan yang dikenal sebagai kristal.

Gambar di bawah ini menunjukkan kristal silikon yang hanya memiliki elektron terluarnya. Dalam bentuknya yang murni, silikon tidak memberikan tujuan yang berguna.

Karena pabrikan ini meningkatkan item berbasis silikon ini dengan fosfor, boron, dan bahan tambahan. Proses ini disebut 'doping' silikon. Setelah doping diterapkan silikon itu ditingkatkan dengan sifat listrik yang berguna.

Silikon Doping P dan N : Unsur-unsur seperti Boron, fosfor, dapat digunakan secara efektif untuk menggabungkan dengan atom silikon untuk membuat kristal. Inilah triknya: Sebuah atom boron hanya memiliki 3 elektron di kulit terluarnya, sedangkan atom fosfor mencakup 5 elektron.

Ketika Silikon digabungkan atau didoping dengan beberapa elektron fosfor, silikon itu berubah menjadi silikon tipe-n (n = negatif). Ketika Silikon bergabung dengan atom boron yang tidak memiliki elektron, silikon akan berubah menjadi silikon tipe-p (p = positif).

Silikon tipe-P. Ketika atom boron didoping dengan sekelompok atom silikon, ia menimbulkan rongga elektron kosong yang disebut 'lubang'.

Lubang ini memungkinkan elektron dari atom tetangga 'jatuh' ke dalam slot (lubang). Artinya, satu 'lubang' telah berubah posisinya ke lokasi baru. Perlu diingat, lubang dapat dengan mudah mengapung di atas silikon (dengan cara yang sama gelembung bergerak di atas air).

Silikon tipe-N. Ketika atom fosfor digabungkan atau didoping dengan sekelompok atom silikon, sistem memberikan elektron ekstra yang diizinkan untuk ditransfer melintasi kristal silikon dengan kenyamanan relatif.

Dari penjelasan di atas kita memahami bahwa silikon tipe-n akan memfasilitasi perjalanan elektron dengan menyebabkan elektron melompat dari satu atom ke atom lainnya.

Di sisi lain silikon tipe-p juga akan memungkinkan lewatnya elektron tetapi dalam arah yang berlawanan. Karena dalam tipe-p, lubang atau kulit elektron kosonglah yang menyebabkan relokasi elektron.

Ini seperti membandingkan orang yang berlari di tanah, dan orang yang berlari di atas pekerjaan yg membosankan . Ketika seseorang berlari di tanah, tanah tetap tidak bergerak, dan orang itu bergerak maju, sementara di atas treadmill orang tersebut tetap tidak bergerak, tanah bergerak mundur. Dalam kedua situasi tersebut, orang tersebut sedang melalui gerakan yang relatif maju.

Memahami Dioda

Dioda dapat dibandingkan dengan katup, dan dengan demikian memainkan peran penting dalam proyek elektronik untuk mengontrol arah aliran listrik dalam konfigurasi rangkaian.

Kita tahu bahwa silikon tipe n dan p memiliki kemampuan untuk menghantarkan listrik. Hambatan kedua varian tergantung pada persentase lubang atau elektron ekstra yang dimilikinya. Akibatnya, kedua jenis tersebut mungkin juga dapat berperilaku seperti resistor, membatasi arus dan membiarkannya mengalir hanya ke arah tertentu.

Dengan membuat banyak silikon tipe-p di dalam basis silikon tipe-n, elektron dapat dibatasi untuk bergerak melintasi silikon hanya dalam satu arah. Ini adalah kondisi kerja yang tepat yang dapat disaksikan di dioda, dibuat dengan doping silikon sambungan p-n.

Bagaimana Diode Bekerja

Ilustrasi berikut membantu kita untuk mendapatkan klarifikasi yang mudah mengenai bagaimana dioda merespon listrik dalam satu arah (maju) dan memastikan pemblokiran listrik pada arah yang berlawanan (mundur).

Pada gambar pertama, beda potensial baterai menyebabkan lubang dan elektron menolak menuju persimpangan p-n. Jika level tegangan melebihi 0,6 V (untuk dioda silikon), elektron menjadi terstimulasi untuk melompat melintasi persimpangan dan berfusi dengan lubang, sehingga memungkinkan muatan arus untuk ditransfer.

Pada gambar kedua, perbedaan potensial baterai menyebabkan lubang dan elektron tertarik menjauh dari persimpangan. Situasi ini mencegah aliran muatan atau arus menghalangi jalurnya. Dioda biasanya dikemas dalam casing kaca silinder kecil.

Pita melingkar berwarna gelap atau keputihan yang ditandai di sekitar salah satu ujung badan dioda mengidentifikasi terminal katodanya. Terminal lainnya secara alami menjadi terminal anoda. Gambar di atas menunjukkan pembungkus fisik dioda dan juga simbol skematiknya.

Kami sekarang telah memahami bahwa dioda dapat dibandingkan dengan sakelar satu arah elektronik. Anda masih perlu memahami sepenuhnya beberapa faktor lagi dari fungsi dioda.

Di bawah ini adalah beberapa poin penting:

1. Dioda tidak dapat menghantarkan listrik sampai tegangan maju yang diterapkan mencapai tingkat ambang tertentu.

Untuk dioda silikon, nilainya sekitar 0,7 volt.

2. Ketika arus maju menjadi terlalu tinggi atau di atas nilai yang ditentukan, dioda semikonduktor dapat rusak atau terbakar! Dan kontak terminal internal bisa hancur.

Jika unit terbakar, dioda dapat secara tiba-tiba menunjukkan konduksi di kedua arah terminal. Panas yang dihasilkan karena kerusakan ini pada akhirnya dapat menguapkan unit!

3. Tegangan balik yang berlebihan dapat menyebabkan dioda berjalan ke arah yang berlawanan. Karena tegangan ini cukup besar, lonjakan arus yang tidak terduga dapat merusak dioda.

Jenis & Penggunaan Dioda

Dioda tersedia dalam berbagai bentuk dan spesifikasi. Di bawah ini adalah beberapa bentuk penting yang biasa digunakan pada rangkaian listrik:

Dioda Sinyal Kecil: Jenis dioda ini dapat digunakan untuk konversi ac ke dc arus rendah, untuk mendeteksi atau mendemodulasi sinyal RF , dalam voltase aplikasi pengganda , operasi logika, untuk menetralkan lonjakan tegangan tinggi, dll. untuk membuat Penyearah Daya.

Penyearah daya Dioda : memiliki atribut dan karakteristik yang mirip seperti dioda sinyal kecil, tetapi ini diberi peringkat menangani besaran arus yang signifikan . Ini dipasang di atas penutup logam besar yang membantu menyerap dan menghilangkan panas yang tidak diinginkan dan mendistribusikannya ke pelat heatsink yang terpasang.

Penyearah daya sebagian besar dapat dilihat di unit catu daya. Varietas umum adalah 1N4007, 1N5402 / 5408, 6A4 dll

Dioda Zener : Ini adalah jenis dioda khusus yang ditandai dengan tegangan rusaknya balik tertentu. Artinya, dioda zener dapat bekerja seperti sakelar pembatas tegangan. Dioda zener diberi peringkat dengan voltase kerusakan absolut (Vz) yang dapat berkisar dari 2 hingga 200 volt.

Light-Emitting Diode atau LED : Semua bentuk dioda memiliki sifat memancarkan sedikit radiasi elektromagnetik saat diterapkan ke tegangan bais maju.

Namun, Dioda yang dibuat menggunakan bahan semikonduktor seperti gallium arsenide phosphide mendapatkan kemampuan memancarkan jumlah radiasi yang jauh lebih banyak dibandingkan dengan dioda silikon biasa. Ini disebut Light Emitting Diodes atau LED.

Fotodioda : Sama seperti dioda yang memancarkan radiasi, mereka juga menunjukkan beberapa tingkat konduksi saat diterangi oleh sumber cahaya eksternal.
Namun Dioda yang dirancang khusus untuk mendeteksi dan merespon cahaya atau iluminasi disebut fotodioda.

Mereka menggabungkan kaca atau jendela plastik yang memungkinkan cahaya memasuki area sensitif cahaya dioda.

Biasanya ini memiliki area persimpangan yang besar untuk paparan cahaya yang diperlukan.

Silicon memfasilitasi pembuatan fotodioda yang efisien.

Berbagai jenis dioda digunakan secara luas dalam banyak aplikasi. Untuk saat ini, mari kita bahas beberapa fungsi penting untuk sinyal kecil dioda dan penyearah :

Yang pertama adalah rangkaian penyearah gelombang tunggal yang melaluinya arus bolak-balik dengan supply polaritas ganda yang bervariasi diperbaiki menjadi sinyal atau tegangan polaritas tunggal (dc).

Konfigurasi kedua adalah rangkaian penyearah gelombang penuh yang terdiri dari konfigurasi empat dioda dan juga disebut sebagai penyearah jembatan . Jaringan ini memiliki kemampuan untuk memperbaiki kedua bagian sinyal masukan AC.

Perhatikan perbedaan hasil akhir dari kedua sirkuit. Dalam rangkaian setengah gelombang, hanya satu siklus input AC yang menghasilkan output, sedangkan di jembatan penuh, kedua setengah siklus diubah menjadi DC polaritas tunggal.

Transistor

Sebuah proyek elektronik hampir tidak mungkin diselesaikan tanpa transistor, yang sebenarnya membentuk blok bangunan dasar elektronik.

Transistor adalah perangkat semikonduktor yang memiliki tiga terminal atau kabel. Jumlah arus atau tegangan yang sangat kecil pada salah satu kabel memungkinkan kontrol arus atau tegangan dalam jumlah yang jauh lebih besar pada dua kabel lainnya.

Ini menyiratkan transistor paling cocok untuk bekerja sebagai amplifier dan regulator switching. Anda akan menemukan dua kelompok utama transistor: bipolar (BJT) dan efek medan (FET).

Dalam diskusi ini Kami akan fokus hanya pada transistor bipolar BJT. Sederhananya, dengan menambahkan sambungan pelengkap ke dioda sambungan p-n, Anda dapat membuat 'sandwich' silikon 3 kompartemen. Formasi seperti sandwich ini bisa berupa n-p-n atau p-n-p.

Dalam kedua kasus tersebut, bagian tengah berfungsi seperti keran atau sistem kontrol yang mengatur jumlah elektron atau muatan yang berpindah melintasi 3 lapisan. Tiga bagian dari transistor bipolar adalah emitor, basis, dan kolektor. Daerah dasar bisa sangat tipis dan atom doping jauh lebih sedikit dibandingkan dengan emitor dan kolektor.

Akibatnya, arus basis-emitor yang jauh berkurang menghasilkan arus pengumpul-emitor yang jauh lebih besar untuk bergerak. Dioda dan transistor serupa dengan banyak properti penting:

Persimpangan basis-emitor yang menyerupai persimpangan dioda tidak akan memungkinkan transfer elektron kecuali tegangan maju melebihi 0,7 volt. Jumlah arus yang berlebihan menyebabkan pemanasan transistor dan bekerja secara efisien.

Jika suhu transistor naik secara signifikan, mungkin diperlukan untuk mematikan rangkaian! Pada akhirnya, arus atau tegangan yang berlebihan dapat menyebabkan kerusakan permanen pada bahan semikondiktor yang merupakan transistor.

Berbagai macam transistor dapat ditemukan saat ini. Contoh umumnya adalah:

Sinyal Kecil dan Saklar : Transistor ini diterapkan untuk memperkuat sinyal input level rendah ke level yang relatif lebih besar. Transistor pengalih dibuat untuk mengaktifkan sepenuhnya atau menonaktifkan sepenuhnya. Beberapa transistor sama-sama dapat digunakan untuk memperkuat dan beralih dengan baik.

Transistor Daya : Transistor ini digunakan pada penguat daya tinggi dan catu daya. Transistor ini biasanya berukuran besar dan dengan casing logam yang diperpanjang untuk memfasilitasi pembuangan panas dan pendinginan yang lebih besar, dan juga untuk pemasangan heatsink yang mudah.

Frekuensi tinggi : Transistor ini kebanyakan menggunakan gadget berbasis RF seperti radio, TV, dan gelombang mikro. Transistor ini dibuat dengan bagian dasar yang lebih tipis, dan memiliki dimensi bodi yang lebih kecil. Simbol skematik untuk transistor npn dan pnp dapat dilihat di bawah ini:

Ingatlah bahwa tanda panah yang menandakan pin emitor selalu mengarah ke arah aliran lubang. Jika tanda panah menunjukkan arah yang berlawanan dengan basis, maka BJT memiliki emitor yang terdiri dari material tipe-n.

Tanda ini secara khusus mengidentifikasi transistor sebagai perangkat n-p-n dengan basis yang memiliki bahan tipe-p. Sebaliknya, jika tanda panah mengarah ke alas, itu menunjukkan bahwa alas terbuat dari bahan tipe-n, dan detail bahwa pemancar dan pengumpul keduanya terdiri dari bahan jenis-p dan, akibatnya, perangkat tersebut a pnp BJT.

Bagaimana caranya Gunakan Transistor Bipolar

Ketika potensial tanah atau 0V diterapkan ke basis transistor npn, itu menghambat aliran arus melintasi terminal kolektor-emitor dan transistor menjadi 'off.'

Jika basis bias maju dengan menerapkan perbedaan potensial setidaknya 0,6 volt melintasi pin emitor basis BJT, itu secara instan memulai aliran arus dari emitor ke terminal kolektor dan transistor dikatakan diaktifkan ' di.'

Sementara BJT diberi daya hanya dalam dua metode ini, transistor beroperasi seperti sakelar ON / OFF. Dalam hal basis bias maju, besaran arus pengumpul-emitor menjadi tergantung pada variasi arus basis yang relatif lebih kecil.

Itu transistor dalam kasus seperti itu bekerja seperti penguat . Topik khusus ini berkaitan dengan transistor di mana emitor seharusnya menjadi terminal ground bersama untuk input dan sinyal output keduanya, dan disebut sebagai sirkuit pemancar umum . Beberapa rangkaian common-emitor dasar dapat divisualisasikan melalui diagram berikut.

Transistor sebagai Saklar

Konfigurasi rangkaian ini hanya akan menerima dua jenis sinyal input, baik 0V atau sinyal ground, atau tegangan positif + V di atas 0.7V. Oleh karena itu, dalam mode ini transistor dapat dinyalakan atau dimatikan. Resistor di pangkalan bisa berupa apa saja antara 1K dan 10K ohm.

Penguat DC Transistor

Di sirkuit ini resistor variabel menciptakan bias maju ke transistor dan mengatur besarnya arus basis / emitor. Meteran menunjukkan jumlah arus dikirim melalui lead emitor kolektor.

Resistor seri meteran memastikan keamanan meteran terhadap arus berlebih, dan mencegah kerusakan pada koil meteran.

Dalam rangkaian aplikasi nyata, potensiometer dapat ditambahkan dengan sensor resistif, yang resistensinya bervariasi sebagai respons terhadap faktor eksternal seperti cahaya, suhu, kelembaban, dll.

Namun, dalam situasi di mana sinyal input bervariasi dengan cepat, rangkaian penguat AC menjadi dapat diterapkan seperti yang dijelaskan di bawah ini:

Penguat AC Transistor

Diagram rangkaian menunjukkan rangkaian penguat AC transistorized yang sangat dasar. Kapasitor diposisikan di blok input segala bentuk DC memasuki basis. Resistor yang diterapkan untuk bias basis dihitung untuk menetapkan tegangan setengah level suplai.

Sinyal yang diperkuat 'meluncur' sepanjang tegangan konstan ini dan mengubah amplitudonya di atas dan di bawah level tegangan refensi ini.

Jika resistor biasing tidak digunakan, hanya setengah dari suplai di atas level 0.7V yang akan diperkuat sehingga menyebabkan distorsi yang tidak menyenangkan dalam jumlah besar.

Mengenai Arah Arus

Kita tahu bahwa ketika elektron bergerak melalui konduktor, ia menghasilkan aliran arus melalui konduktor.

Karena, secara teknis pergerakan elektron sebenarnya dari daerah bermuatan negatif ke daerah bermuatan positif, lalu mengapa tanda panah pada simbol dioda tampak menunjukkan aliran elektron yang berlawanan.

Ini dapat dijelaskan dengan beberapa poin.

1) Sesuai teori awal Benjamin Franklin, diasumsikan aliran listrik dari daerah bermuatan positif ke daerah bermuatan negatif. Namun, begitu elektron ditemukan, itu mengungkapkan kebenaran yang sebenarnya.

Tetap saja, persepsinya tetap sama, dan skema terus mengikuti imajinasi konvensional di mana aliran arus ditampilkan dari positif ke negatif, karena entah bagaimana berpikir sebaliknya membuat kita sulit untuk mensimulasikan hasilnya.

2) Dalam kasus semikonduktor, sebenarnya adalah lubang yang bergerak berlawanan dengan elektron. Ini membuat elektron tampak bergeser dari positif ke negatif.

Tepatnya, harus dicatat bahwa aliran arus sebenarnya adalah aliran muatan yang diciptakan oleh ada atau tidak adanya elektron, tetapi sejauh menyangkut simbol elektronik, kita hanya menganggap pendekatan konvensional lebih mudah diikuti,

Thyristor

Sama seperti transistor, thyristor juga merupakan perangkat semikonduktor yang memiliki tiga terminal dan berperan penting dalam banyak proyek elektronik.

Sama seperti transistor AKTIF dengan arus kecil di salah satu kabel, thyristor juga bekerja dengan cara yang sama dan memungkinkan arus yang jauh lebih besar untuk mengalir melalui dua kabel pelengkap lainnya.

Satu-satunya perbedaan adalah, thyristor tidak memiliki kemampuan untuk memperkuat sinyal AC yang berosilasi. Mereka menanggapi sinyal input kontrol dengan menyalakan atau mematikan sepenuhnya. Inilah alasan mengapa, thyristor juga dikenal sebagai 'sakelar solid-state.'

Penyearah Terkendali Silikon (SCR)

SCR adalah perangkat yang mewakili dua bentuk dasar thyristor. Strukturnya menyerupai transistor bipolar tetapi SCR memiliki lapisan keempat, oleh karena itu tiga persimpangan, seperti yang diilustrasikan pada gambar berikut.

Tata letak internal SCR dan simbol skematik dapat divisualisasikan pada gambar berikut.

Biasanya, pinout SCR ditampilkan dengan huruf tunggal sebagai: A untuk anoda, K (atau C) untuk katoda, dan G untuk gerbang.

Ketika pinA anoda dari SCR diterapkan dengan potensial positif yang lebih tinggi dari pin katoda (K), dua persimpangan terluar menjadi bias maju, meskipun persimpangan p-n pusat tetap bias terbalik menghambat aliran arus yang melaluinya.

Namun, segera setelah pin gerbang G diterapkan dengan tegangan positif minimal, ini memungkinkan daya yang jauh lebih besar untuk mengalir melalui pin anoda / katoda.

Pada titik ini, SCR terkunci dan sisa-sisa dihidupkan bahkan setelah bias gerbang dihilangkan. Ini dapat berlanjut tanpa batas sampai anoda atau katoda diputuskan untuk sementara dari jalur suplai.

Proyek berikutnya di bawah ini menunjukkan SCR yang dikonfigurasi seperti sakelar untuk mengendalikan lampu pijar.

Sakelar sisi kiri adalah sakelar push-to-OFF yang berarti terbuka saat didorong, sedangkan sakelar sisi kanan adalah sakelar push-to-ON yang bekerja saat ditekan. Saat tombol ini ditekan sebentar atau sesaat, maka lampu akan menyala.

Pengunci SCR dan lampu AKTIF secara permanen. Untuk mematikan lampu ke kondisi awalnya, tombol sisi kiri ditekan sebentar.

SCR diproduksi dengan peringkat daya dan kapasitas penanganan yang berbeda, mulai dari 1 amp, 100 volt hingga 10 amp atau lebih tinggi dan beberapa ratus volt.

Triac

Triac secara khusus digunakan dalam rangkaian elektronik yang membutuhkan switching beban AC tegangan tinggi.

Struktur internal triac sebenarnya terlihat seperti dua SCR yang digabungkan secara paralel terbalik. Ini berarti triac mendapatkan kemampuan untuk menghantarkan listrik di kedua arah untuk pasokan DC dan AC.

Untuk mengimplementasikan fitur ini, triac dibangun menggunakan lima lapisan semikonduktor dengan tambahan wilayah tipe-n. Pinout triac dihubungkan sedemikian rupa sehingga setiap pin bersentuhan dengan sepasang wilayah semikonduktor ini.

Meskipun mode kerja terminal gerbang triac mirip dengan SCR, gerbang tidak secara khusus dirujuk ke terminal anoda atau katoda, itu karena triac dapat melakukan dua arah sehingga gerbang dapat diaktifkan dengan salah satu terminal tergantung pada apakah sinyal positif digunakan atau sinyal negatif untuk pemicu gerbang.

Karena alasan ini, dua terminal pembawa beban utama triac ditetapkan sebagai MT1 dan MT2, bukan A atau K. Huruf MT mengacu pada 'terminal utama'. seperti yang ditunjukkan pada diagram sirkuit berikut.

Ketika triac diterapkan untuk mengganti AC, traic berjalan hanya selama gerbang tetap terhubung ke input suplai kecil. Setelah sinyal gerbang dihilangkan, triac tetap ON tetapi hanya sampai siklus gelombang AC mencapai garis persimpangan nol.

Setelah suplai AC mencapai garis nol, triac mematikan dirinya sendiri dan beban yang terhubung secara permanen, sampai sinyal gerbang diterapkan lagi.

Triac dapat digunakan untuk mengendalikan sebagian besar peralatan rumah tangga bersama dengan motor dan pompa.

Meskipun triac juga dikategorikan sesuai kapasitas penanganannya saat ini atau peringkat seperti SCR, SCR umumnya tersedia dengan peringkat arus yang jauh lebih tinggi daripada triac.

Semikonduktor Perangkat Pemancar Cahaya

Ketika terpapar ke tingkat tinggi oleh cahaya, panas, elektron, dan energi serupa, kebanyakan semikonduktor menunjukkan kecenderungan memancarkan cahaya pada panjang gelombang tampak manusia atau panjang gelombang IR.

Semikonduktor yang cocok untuk ini adalah yang berasal dari keluarga dioda p-n junction.

Dioda pemancar cahaya (LED) melakukan ini dengan mengubah arus listrik langsung menjadi cahaya tampak. LED sangat efisien dengan konvresi arusnya ke cahaya daripada bentuk sumber cahaya lainnya.

LED putih terang tinggi digunakan untuk penerangan rumah tujuan, sedangkan LED warna-warni digunakan dalam aplikasi dekoratif.

Intensitas LED dapat dikontrol baik dengan menurunkan input DC secara linier atau melalui modulasi lebar pulsa masukan juga disebut PWM.

Detektor Cahaya Semikonduktor

Ketika segala bentuk energi bersentuhan dengan kristal semikonduktor, itu mengarah pada pembangkitan arus dalam kristal. Ini adalah prinsip dasar di balik kerja semua perangkat sensor cahaya semikonduktor.

Detektor cahaya semikonduktor dapat dikategorikan menjadi tipe utama:

Yang dibangun menggunakan semikonduktor pn junction dan yang lainnya tidak.

Dalam penjelasan ini kita hanya akan membahas varian p-n. Detektor cahaya berbasis sambungan P-n adalah anggota keluarga semikonduktor fotonik yang paling banyak digunakan.

Sebagian besar terbuat dari silikon dan dapat mendeteksi cahaya tampak dan inframerah dekat.

Fotodioda:

Fotodioda dirancang khusus untuk proyek elektronik yang dirancang untuk merasakan cahaya. Anda dapat menemukannya di semua jenis gadget seperti di kamera, alarm pencuri , Hidup komunikasi, dll.

Dalam mode detektor cahaya, foto-dioda bekerja dengan menghasilkan lubang atau pembagian elektron di sambungan pn. Hal ini menyebabkan arus bergerak segera setelah terminal sisi persimpangan p dan n dihubungkan ke suplai eksternal.

Saat digunakan dalam mode fotovoltaik, fotodioda bertindak seperti sumber arus dengan adanya cahaya datang. Dalam aplikasi ini perangkat mulai beroperasi dalam mode bias balik sebagai respons terhadap penerangan cahaya.

Dengan tidak adanya cahaya, arus dalam jumlah kecil masih mengalir yang dikenal sebagai 'arus gelap'.

Fotodioda umumnya dibuat dalam berbagai desain kemasan. Sebagian besar tersedia dalam bodi plastik, lensa dan filtrasi yang sudah dipasang sebelumnya, dan sebagainya.

Diferensiasi utama adalah dimensi semikonduktor yang digunakan untuk perangkat. Fotodioda yang ditujukan untuk waktu respons kecepatan tinggi dalam operasi fotokonduktif bias balik dibuat menggunakan semikonduktor area kecil.

Fotodioda dengan area yang lebih besar cenderung merespons sedikit lambat, tetapi mungkin memiliki kemampuan untuk memberikan tingkat kepekaan yang lebih tinggi terhadap iluminasi cahaya.

Fotodioda dan LED berbagi simbol skematik yang identik, kecuali arah panah yang mengarah ke dalam untuk fotodioda. Fotodioda biasanya terbiasa mengenali pulsa cepat yang berubah-ubah bahkan pada panjang gelombang inframerah dekat, seperti dalam komunikasi gelombang cahaya.

Sirkuit di bawah ini mengilustrasikan bagaimana fotodioda dapat diterapkan dalam pengaturan pengukur cahaya. Hasil keluaran rangkaian ini cukup linier.

Phototransistor

Phototransistors diterapkan dalam proyek elektronik yang membutuhkan tingkat sensitivitas yang lebih tinggi. Perangkat ini secara eksklusif dibuat untuk memanfaatkan sensitivitas terhadap fitur cahaya di semua transistor. Secara umum sebuah fototransistor dapat ditemukan pada perangkat npn yang memiliki bagian alas yang luas dan dapat terkena cahaya.

Cahaya yang masuk ke basis menggantikan arus basis-emitor alami yang ada pada transistor npn normal.

Berkat fitur ini, sebuah phototransistor mampu memperkuat variasi cahaya secara instan. Biasanya ada dua jenis fototransistor npn yang dapat diperoleh. Salah satunya adalah dengan struktur npn standar, varian alternatif dilengkapi dengan transistor npn tambahan untuk menawarkan penguatan tambahan, dan dikenal sebagai transistor 'photodarlington'.

Ini sangat sensitif, meskipun agak lamban dibandingkan dengan fototransistor npn biasa. Simbol skematik yang umumnya digunakan untuk phototransistor adalah sebagai berikut:

Phototransistor cukup sering digunakan untuk mendeteksi impuls cahaya bolak-balik (ac). Mereka juga digunakan untuk mengidentifikasi cahaya kontinu (dc), seperti sirkuit berikut di mana sebuah photodarlington diterapkan untuk mengaktifkan relai.

Tutorial ini akan diperbarui secara berkala dengan spesifikasi komponen baru, jadi tetap ikuti perkembangannya.