Konsep Dasar Listrik

A.                Pendahuluan

·         Komputer

·         Televisi

·         Rdio

·         Printer

·         Faximile

·         Lampu lalu-lintas

·         Lampu penerangan jalan

·         dan masih banyak contoh yang lainnya.

Dalam kehidupan sehari-hari kita banyak menemui suatu alat yang mengadopsi listrik & elektronika sebagai basis teknologinya, contoh ;

Dari uraian di atas kita dapat membuktikan bahwa pada zaman sekarang ini kita tidak akan lepas dari perangkat yang menggunakan listrik & elektronika sebagai dasar teknologinya.

B.                 Elektronika

Elektronika, ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat seperti komputer, peralatan elektronik, dan lain sebagainya. Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fisika. Alat-alat yang menggunakan dasar kerja elektronika ini disebut sebagai peralatan elektronik (electronic devices).

Contoh : radio, TV, perekam kaset, perekam kaset video (VCR), perekam VCD, perekam DVD, kamera video, kamera digital, komputer pribadi desk-top, komputer Laptop, PDA (komputer saku), robot, smart card, dll.

C.                 Listrik

Kelistrikanaa adalah   sifat benda yang muncul dari adanya muatan listrik. Listrik, dapat juga diartikan sebagai berikut:

•Listrik adalah kondisi karena adanya penarikan dan penolakan gaya diantaranya.

•Listrika adalah sumber energi yang disalurkan melalui kabel .Arus listrik timbul karena muatan listrik mengalir dari saluran positif kesaluran negatif.

Ada 2 jenis muatan listrik: Positif dan Negatif.

Melalui eksperimen,muatan-sejenis saling menolak dan muatan lawan jenis saling menarik satu sama lain

D.                Sifat dasar bahan semikonduktor

Pembahasan Materi:

•Teori atom

•Struktur atom bahan semikonduktor

•Struktur atom silikon dan germanium

•Sifat Konduktor, isolator dan semikonduktor pada pembuatan komponen elektronika

•Sifat bahan semikonduktor murni

•Arus pada semikonduktor

E.                 Teori Atom

· Atom adalah partikel yang sangat kecil dan terdiri atas proton, elektron dan neutron.

· Proton merupakan partikel sub atom yang bermuatan positip.

· Elektron adalah partikel sub atom yang bermuatan negatif.

· Sedangkan neutron partikel yang tidak bermuatan.

· Ion adalah atom atau gugus atom yang bermuatan listrik.

· Hasil percobaan menunjukan semua muatan positif berkumpul pada sebuah titik ditengah-tengah atom yang disebut inti atom

· Elektron  memiliki sifat tarik menarik dengan proton dan tolak menolak sesamanya. Maka lahirlah konsep listrik.

· Menurut konvensi, proton bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif sedangkan neutron bersifat netral .  Dikatakan netral apabila besarnya muatan negatif pada elektron sama dengan muatan positif pada proton.

· Berdasarkan penelitian Rutherford yang diteruskan oleh Niel Borh mengemukakan elektron –elektron dari suatu atom tersusun atas beberapa kulit atau orbit yang berbeda pada jarak yang berbeda dari inti atom.

F.                  Struktur atom bahan semikonduktor

·         Elektron valensi adalah elektron-elektron yang terletak dikulit(orbit) terluar sebuah unsur. Bahan-bahan yang bervalensi 3 atau sering disebut trivalen, membentuk berfungsi membentuk bahan tipe P, bahan tipe P adalah bahan yang kekurangan elektron.

·         Sedangkan bahan-baha n yang valensi 5 atau pantavalen berfungsi membentuk bahan tipe N. Bahan tipe N ini merupakan bahan yang kelbihan elektron

G.                Sifat Konduktor, isolator dan semikonduktor pada pembuatan komponen elektronika

Konduktor adalah bahan yang konduktivitasnya tinggi sehingga dapat mengaliri arus listrik dengan baik. Contoh : tembaga, seng alumunium, bajadllIsolator adalah bahan yang tidak dapat menghantarkan listrik karena konduktifitasnya sangar rendah. Semikonduktor konduktifitasnya di antara konduktor dan isolator.Jalur energi dapat di bagi menjadi 3 :

1.Jalur valensi (valence band)Penyebab terbentuknya jalur valensi ini adalah adanya ikatan atom yang membangun kristal2. Jalur konduksi (conduction band)Jalur konduksi adalah tempat elektron-elektron dapat bergerak bebas karena pengaruh gaya tarik inti tidak diperhatikan lagi.

H.                Sifat bahan semikonduktor murni

·      Semikonduktor murni adalah suatubahan semikonduktor yang tidak di campuri atau di kotori dengan bahan lain.

·      Sifat bahan semikonduktor murni, hampir sama dengan isolator

Arus Pada Semikonduktor

·      Pada semikonduktor dikenal dua macam arus, yaitu arus drift dan difusi.

·      Arus drift dapat diartikan sebagai aliran sedangkan difusi di artikan sebagi penyebaran.

·      Arus drift adalah arus yang ditimbulkan oleh mengalirnya muatan-muatan yang disebabkan oleh perbedaan potensial.

·      Arus difusi dalah arus yang tidak di sebabkan oleh adanya perbedaan tegangan, melainkan akibat gerakan random dari partikel-partikel bermuatan yang disebabkan oleh energi panas.

I.                   Arus Listrik

Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Muatan listrik bisa mengalir melalui kabel atau penghantar listrik lainnya. Arus listrik dibagi menjadi 2 jenis:

1.Listrik arus searah atau DC(DirectCurrent) Aliran arus listrik yang konstan dari potensial tinggi ke potensial rendah . Pada umumnya ini terjadi dalam sebuah konduktor seperti kabel, Dengan listrik arus searah jika kita memegang hanya kabel positif (tapitidakmemegangkabelnegatif) , listrik tidak akan mengalir ke tubuh kita (kita tidak terkena strum) . Demikian pula jika kita hanya memegang saluran negatif

2.Listrik Arus bolak-balik( listrik AC --alternating current) adalah arus listrik dimana besarnya dan arahnya arus berubah-ubah secara bolak-balik. Jika kita memegang sumber listrik dan kaki kita menginjak bumi atau tangan kita menyentuh dinding, perbedaan tegangan antara kabel listrik ditangan dengan tegangan di kaki(ground) , membuat listrik mengalir dari tangan kekaki sehingga kita akan mengalami kejutan listrik.

J.                   Tegangan Listrik & Hambatan Listrik

Tegangan listrik (kadang disebut sebagai Voltase) adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt. Besaran ini mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik. Tergantung pada perbedaan potensial listriknya, suatu tegangan listrik dapat dikatakan sebagai ekstra rendah, rendah, tinggi atau ekstra tinggi.

Hambatan listrik adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor)dengan arus listrik yang melewatinya

Bahan-bahan semikonduktor

·         Trivalent: logam-logam yang memiliki atom-atom dengan jumlah elektron terluar3 (tiga) buah seperti Boron (B), Galium(Ga), dan Indium (In)

·         Tetravalent: logam-logam yang memiliki atom-atom dengan jumlah elektron terluar4 (empat) buah seperti Silikon(Si), dan Germanium (Ge)

·         Pentavalent: logam-logam yang memiliki atom-atom dengan jumlah elektron terluar 5 (lima) buah seperti Fosfor(P), Arsenikum(As), dan Antimon(Sb).

Jenis-jenis semi konduktor

Komponen Semikonduktor

Dioda:jenisnya

·         DiodaPenyearah

·         DiodaZener(DiodaBreakdown)

·         LED (light emitting diode)

·         Photo Dioda

·         DiodaSchottky

·         DiodaStep-Recovery

·         DiodaVaractor

IC(Integrated Circuit):

Jenis IC yang umum digunakan:

·         IC Linier

·         IC TTL (Transistor TransistorLogic)

·         IC CMOS (Complementary Metal Oxide Semi conductor)

Beberapa Fungsi IC yang umum digunakan:

·         IC Penguat

·         IC Regulator

·         IC GerbangLogic

·         IC Counter

·         IC Converter

·         IC Multivibrator/Oscillator

·         IC Multiplekser/demultiplekser

·         IC Dekoder/Encoder

·         IC Audio Video

PCB

Printed Circuit Board (PCB) , sebuah papan yang penuh dengan sirkuit dari logam yang menghubungkan komponen elektronik satu sama lain tanpa kabel