Komponen Aktif Listrik

Komponen Aktif Listrik

1. Pengertian Komponen Aktif

Komponen aktif merupakan komponen yang tidak dapat bekerja tanpa adanya sumber tegangan, serta jenis komponen elektronika yang memerlukan arus eksternal untuk dapat beroperasi. Dengan kata lain, komponen elektronika aktif hanya dapat berfungsi apabila mendapatkan sumber arus listrik dari luar (eksternal). Komponen-komponen elektronika yang digolongkan sebagai komponen Aktif adalah Dioda, Transistor dan IC (Intragrated Circuit) yang terbuat dari bahan semikonduktor seperti silikon, germanium, selenium dan metal oxides.

2. Bagian-Bagian Komponen Aktif                       

A. Dioda

Dioda adalah Komponen Elektronika Aktif yang berfungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah dan menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Dioda terdiri dari dua Elektroda yaitu Anoda dan Katoda. Yang termasuk dalam keluarga Dioda diantaranya seperti LED (Light Emitting Diode), DIAC, Dioda Zener, Dioda Penyearah, Dioda Foto, Dioda Schottky, Dioda Tunnel dan Dioda Laser.

-Sejarah Ditemukannya Dioda :

Awal mula dari diode ialah peranti kristal Cat's Whisker dan tabung hampa (juga disebut katup termionik). Saat ini diode yang paling umum dibuat dari materi semikonduktor menyerupai silikon atau germanium.

Walaupun diode kristal (semikonduktor) dipopulerkan sebelum diode termionik, diode termionik dan diode kristal dikembangkan secara terpisah pada waktu yang bersamaan. Prinsip kerja dari diode termionik ditemukan oleh Frederick Guthrie pada tahun 1873 Sedangkan prinsip kerja diode kristal ditemukan pada tahun 1874 oleh peneliti Jerman, Karl Ferdinand Braun.

                                    

                           Frederick Guthrie                               Karl Ferdinand Braun

Pada waktu penemuan, peranti menyerupai ini dikenal sebagai penyearah (rectifier). Pada tahun 1919, William Henry Eccles memperkenalkan istilah diode yang berasal dari di berarti dua, dan ode (dari ὅδος) berarti "jalur".

Prinsip kerja diode termionik ditemukan kembali oleh Thomas Edison pada 13 Februari 1880 dan beliau diberi hak paten pada tahun 1883 (U.S. Patent 307.031), namun tidak dikembangkan lebih lanjut. Braun mematenkan penyearah kristal pada tahun 1899. Penemuan Braun dikembangkan lebih lanjut oleh Jagdish Chandra Bose menjadi sebuah peranti memiliki kegunaan untuk detektor radio.

-Simbol Dioda:

-Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter (AVO Meter)

Untuk mengetahui apakah sebuah Dioda dapat bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya, maka diperlukan pengukuran terhadap Dioda tersebut dengan menggunakan Multimeter (AVO Meter).

1.    Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Analog

  

1)      Aturkan Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) x1k atau x100

2)      Hubungkan Probe Merah pada Terminal Katoda (tanda gelang)            
3)      Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Anoda.

4)      Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter

5)      Jarum pada Display Multimeter harus bergerak ke kanan

6)      Balikan Probe Merah ke Terminal Anoda dan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang).

7)      Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter

8)      Jarum harus tidak bergerak.

**Jika Jarum bergerak, maka Dioda tersebut berkemungkinan sudah rusak.

2.Cara Mengukur Dioda dengan menggunakan Multimeter Digital

1.      Aturkan Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω)

2.      Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang)

3.      Hubungkan Probe Merah pada Terminal Anoda.

4.      Baca hasil pengukuran di Display Multimeter

5.      Display harus menunjukan nilai tertentu (Misalnya 0.64MOhm)

6.      Balikan Probe Hitam ke Terminal Anoda dan Probe Merah ke Katoda

7.      Baca hasil pengukuran di Display Multimeter

8.      Nilai Resistansinya adalah Infinity (tak terhingga) atau Open Circuit.

**Jika terdapat Nilai tertentu, maka Dioda tersebut berkemungkinan sudah Rusak.

B. Transistor

Transistor adalah Komponen Elektronika Aktif yang berfungsi sebagai Penguat, Penyearah, Pengendali, Mixer dan Osilator. Komponen yang termasuk dalam keluarga Transistor diantaranya seperti Transistor Bipolar (NPN & PNP), Transistor Foto, TRIAC, MOSFET, JFET dan UJT.

-Sejarah Ditemukannya Transistor:

Di pertengahan 1940-an sekelompok ilmuwan yang bekerja di Bell Telephone Labs di Murray Hill, New Jersey, merintis penemuan divais untuk menggantikan teknologi tabung hampa (vacuum tube) saat itu. Tabung hampa menjadi satu-satunya teknologi saat itu untuk menguatkan sinyal atau sebagai saklar dalam elektronika. Masalahnya ialah tabung hampa sangat mahal, mengkonsumsi banyak daya listrik, panas, dan tak-relieable, sehingga perlu perawatan ekstra.

John Bardeen, William Bradford Shockle, dan Walter Houser Brattain

Para ilmuwan tersebut (yang berhasil menemukan transistor pada 1947) ialah  John Bardeen, Walter Brattain, dan William Shockley. Bardeen (Ph.D. dalam matematika dan fisika dari Princeton University) merupakan spesialis dalam sifat menghantarkan elektron dari semikonduktor. Brattain (Ph.D., ahli dalam struktur atom zat padat pada permukaan dan fisika zat padat). Shockley (Ph.D., pemimpin riset transistor di Bell Labs).

-Simbol Transistor :

- Mengukur Transistor dengan Multimeter  (AVO Meter)

1. Cara Mengukur Transistor PNP dengan Multimeter Analog

1.1 Cara Mengukur Transistor PNP dengan Multimeter Analog

1.      Atur Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) x1k atau x10k

2.      Hubungkan Probe Merah pada Terminal Basis

(B) dan Probe Hitam pada Terminal Emitor (E), Jika jarum bergerak ke kanan menunjukan nilai tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik

3.      Pindahkan Probe Hitam pada Terminal Kolektor (C), jika jarum bergerak ke kanan menunjukan nilai tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.

1.2 Cara Mengukur Transistor NPN dengan Multimeter Analog

1.      Atur Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) x1k atau x10k

2.      Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Basis

(B) dan Probe Merah pada Terminal Emitor (E), Jika jarum bergerak ke kanan menunjukan nilai tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik

3.      Pindahkan Probe Merah pada Terminal Kolektor (C), jika jarum bergerak ke kanan menunjukan nilai tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.

Catatan :

Jika Tata letak Probe dibalikan dari cara yang disebutkan diatas, maka Jarum pada Multimeter Analog harus tidak akan bergerak sama sekali atau “Open”.

2. Mengukur Transistor dengan Multimeter Digital

2.1 Cara Mengukur Transistor PNP dengan Multimeter Digital

1.      Atur Posisi Saklar pada Posisi Dioda

2.      Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Basis

(B) dan Probe Merah pada Terminal Emitor (E), Jika Display Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik

 3.     Pindahkan Probe Merah pada Terminal Kolektor (C), jika Display Multimeter nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.

2.2 Cara Mengukur Transistor NPN dengan Multimeter Digital

1.      Atur Posisi Saklar pada Posisi Dioda

2.      Hubungkan Probe Merah pada Terminal Basis

(B) dan Probe Hitam pada Terminal Emitor (E), Jika Display Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik

3.      Pindahkan Probe Hitam pada Terminal Kolektor (C), jika Display Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.

C. IC (Integrated Circuit/Sirkuit Terpadu)

Integrated Circuit atau sering disingkat dengan IC adalah Komponen Elektronika Aktif yang terdiri dari gabungan ratusan bahkan jutaan Transistor, Resistor dan komponen lainnya yang diintegrasi menjadi sebuah Rangkaian Elektronika dalam sebuah kemasan kecil.

Berdasarkan fungsinya, IC dapat dikelompokan lagi menjadi IC Pewaktu (Timer), IC Comparator (Pembanding), IC Logic gates (Gerbang Logika), IC Switching (Pengendali) dan IC Amplifier (Penguat).

-Sejarah Ditemukannya IC:

Penemuan awal sirkuit terpadu dimulai sejak tahun 1949, ketika engineer Jerman Werner Jacobi (Siemens AG) mengajukan hak paten untuk amplifying device semikonduktor dengan struktur mirip dengan struktur sirkuit terpadu yang menggunakan lima transistor yang dimuat pada sebuah substrat dalam susunan amplifier 2-tahap. Jacobi mengemukakan alat bantu pendengaran sebagai contoh tipikal aplikasi industri dari hak paten tersebut. Tetapi, tidak ada kabar mengenai pemakaian hak paten ini secara komersial.

Ide sirkuit terpadu dipikirkan oleh seorang ilmuwan radar yang bekerja untuk Royal Radar Establishment di Ministry of Defence, Geoffrey W.A. Dummer (1909–2002). Dummer mencetuskan idenya di depan publik pada the Symposium on Progress in Quality Electronic Components di Washington, D.C. pada 7 May 1952. Ia mencetuskan idenya di beberapa simposium lainnya, dan berusaha untuk membuat sirkuit seperti itu pada 1956, tetapi tanpa keberhasilan.

Ide pendahulu dari sirkuit terpadu yaitu membuat kotak persegi kecil dari keramik (wafers), dan setiap persegi memuat satu miniatur komponen. Komponen tersebut kemudian disatukan dan dihubungkan dengan kabel untuk membentuk kisi 2 atau 3 dimensi. Ide ini terlihat meyakinkan, dan pada tahun 1957 diajukan kepada US Army oleh Jack Kilby, yang menghasilkan proyek Micromodule Program (sama dengan 1951's Project Tinkertoy) yang berumur pendek. Tetapi, seiring berjalannya proyek ini, Kilby memikirkan sebuah ide lain yang sekarang dikenal sebagai sirkut terpadu.

Robert Noyce mengakui peranan Kurt Lehovec yang bekerja di Sprague Electric, dalam artikel "Microelectronics" yang ditulisnya pada Scientific American, September 1977, Volume 23, Number 3, pp. 63–9, untuk prinsip isolasi sambungan p-n, yang disebabkan oleh sambungan p-n yang di-bias (dioda), sebagai komponen dasar sirkuit terpadu.

Kilby yang baru dipekerjakan oleh Texas Instruments menuliskan idenya tentang sirkuit terpadu pada Juli 1958, dan kemudian sukses membuat sebuah sirkuit terpadu yang dapat bekerja pada 12 September 1958. In his patent application of 6 February 1959, Kilby described his new device as “a body of semiconductor material ... where in all the components of the electronic circuit are completely integrated.” Penemuan baru ini pertama kali digunakan oleh US Air Force.

Kilby dihargai Nobel Prize pada tahun 2000 di bidang Fisika untuk peranannya dalam penemuan sirkuit terpadu. Kilby's work was named an IEEE Milestone in 2009.

Noyce juga memikirkan ide mengenai sirkuit terpadu setengah tahun setelah Kilby. Chip yang dibuatnya dapat menangani beberapa masalah praktikal yang tidak dapat ditangani oleh chip oleh Kilby. Chip oleh Noyce dibuat di Fairchild Semiconductor, menggunakan material silikon, sedangkan chip oleh Kilby menggunakan material germanium.

Fairchild Semiconductor juga adalah asal teknologi sirkuit terpadu menggunakan silikon dengan self-aligned gate, yang merupakan dasar dari teknologi CMOS yang digunakan di hampir semua chip komputer saat ini. Tekhnologi self-aligned gate ini dikembangkan oleh fisikawan Italia Federico Faggin pada tahun 1968. Ia kemudian pindah ke Intel untuk mengembangkan Central Processing Unit (CPU) pertama dalam sebuah chip (Intel 4004), yang kemudian membawanya pada penghargaan National Medal of Technology and Innovation pada tahun 2010.

-Simbol IC :

- Mengukur IC dengan Multitester:

1. IC PA (POWER AMPLIFIER)

Untuk memeriksa kaki positif pada PA kita gunakan multitester pada kalibrasi X1, caranya:

Letakkan kabel merah (+) AVO di konektor baterai positif (+) pada papan pcb dan kabel hitam (-) AVO pada konektor baterai negatif (-), jarum akan bergerak. Pindahkan kabel merah dikonektor negatif baterai, dan kabel hitam pada konektor positif baterai, jarum akan diam ( tak bergerak ). Ini menandakan bahwa jalur positif baterai ke IC PA dalam keadaan baik, namun bila analisa tidak seperti diatas maka jalur positif baterai ke IC PA terjadi hubungan singkat (short) atau putus.

2. IC POWER SUPPLY

Atur kalibrasi pada X1, letakkan kabel hitam (-) AVO pada konektor positif baterai PCB dan kabel merah (+) pada kaki positif ELCO yang berhubungan langsung dengan arus masuk ke IC P S , jarum akan bergerak berarti jalur dari positif baterai ke IC PS baik.

3. IC CHARGER

Atur kalibrasi pada DC10V, lalu hubungkan charger yang dialiri arus listrik kekonektor chager di ponsel. Lalu latakkan kabel merah (+) AVO pada konektor positif baterai dan kabel hitam (-) pada konektor negatif baterai, jarum akan menunjukkan nilai yang sesuai dengan tegangan yang ada pada baterai, berarti IC CHARGER dalam keadan baik.

4. .IC INTERFACE

Atur kalibrasi pada X1, letakkan kabel hitam (-) AVO pada konektor positif baterai, dan kabel merah (+) pada salah satu lampu, lampu akan menyala berarti IC INTERFACE dalam kondisi baik.