APSiswaNavbarV2

redesain-navbar Portlet

BelajarPintarV3

Fisika

Pengantar Instrumental Digital

Daftar Materi

MATERI

Sistem Elektronika

Sistem elektronika merujuk pada perangkat-perangkat elektronik yang ada di sekitar kita, seperti di rumah, pabrik, kantor, dan lain-lain. Sistem ini melibatkan penggunaan perangkat semikonduktor seperti transistor dan integrated circuit (IC) atau 'chip'. Alat-alat ini memainkan peran penting dalam berbagai aspek kehidupan modern, dari mesin perbankan otomatis hingga smartphone.

Secara garis besar alat-alat elektronik tersebut memiliki suatu sistem elektronika yang terdiri dari input-proses output. Bagian input biasanya berupa sensor atau transduser atau converter yang berfungsi untuk mengubah masukan (input) non-listrik menjadi sinyal listrik atau sebaliknya. Sensor input mendeteksi perubahan di lingkungan dan mengubahnya dari wujud energi yang dimiliki lingkungan menjadi energi listrik. Bagian proses biasanya berupa prosesor memutuskan tindakan apa yang harus diambil pada sinyal listrik yang diterimanya dari sensor input. Proses ini dapat melibatkan operasi seperti menghitung, memperkuat, mengatur waktu atau menyimpan. Bagian luaran (output) biasanya berupa transduser (luaran) mengubah energi listrik yang disuplai oleh prosesor menjadi bentuk lain.

Semikonduktor

Semikonduktor adalah bahan yang memiliki kemampuan untuk menghantarkan listrik dalam kondisi tertentu. Berbeda dengan konduktor yang baik dan isolator yang buruk, semikonduktor dapat berperan sebagai keduanya tergantung pada lingkungannya. Contoh semikonduktor adalah germanium (Ge) dan silikon (Si).

Semikonduktor terbagi menjadi semikonduktor intrinsik dan semikonduktor ekstrinsik. Semikonduktor intrinsik seperti silikon memiliki struktur kristal murni dan dapat berperan sebagai konduktor atau isolator tergantung pada suhu dan ketidakmurnian. Semikonduktor ekstrinsik terdiri dari semikonduktor tipe-N dan tipe-P, yang dihasilkan dengan menambahkan atom doping.

Semikonduktor menjadi dasar bagi teknologi modern. Komponen semikonduktor seperti dioda dan transistor memiliki peran penting dalam berbagai aplikasi elektronik.

  • Light-Emitting Diode (LED)

LED adalah dioda yang memancarkan cahaya ketika dialiri arus. Prinsip kerjanya adalah kebalikan dari sel surya. Dalam LED, elektron berpindah dari pita valensi ke pita konduksi saat diberi tegangan. Proses ini menghasilkan emisi cahaya. LED digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti lampu lalu lintas, lampu rem mobil, dan papan reklame.

  • Transistor

Transistor adalah komponen yang mengatur arus dan tegangan dalam sirkuit. Ada dua jenis utama transistor: Bipolar Junction Transistor (BJT) dan Junction Field Effect Transistor (JFET). BJT memiliki transistor NPN dan PNP, sementara JFET mencakup MOSFET. Transistor dapat berfungsi sebagai sakelar, penguat arus, dan amplifier sinyal.

  • Sirkuit Terpadu (Integrated Circuit / IC)

IC adalah gabungan komponen elektronik seperti transistor, dioda, resistor, dan kapasitor dalam satu chip kecil. IC dapat berupa digital atau analog. IC digital bekerja dengan input nilai 0 dan 1, sedangkan IC analog bekerja dengan sinyal kontinu. IC digital dan analog juga dapat digabungkan dalam mixed-signal IC, yang memiliki berbagai aplikasi seperti konverter A/D dan D/A serta IC clock.

1.

Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut!

  1. Kode digital mempunyai arti YA dan TIDAK.
  2. Kode digital terdiri atas dua angka 0 dan 0.
  3. Kode digital terdiri atas angka 0 dan 1.
  4. Kode digital terdiri dari angka 0 dan 9.

Pernyataan yang tepat terkait dengan kode yang digunakan dalam sistem digital ditunjukkan oleh angka....
 


A. 1) dan 2)
B. 1) dan 3)
C. 2) dan 3)
D. 2) dan 4)
E. 3) dan 4)

JAWABAN BENAR

B.

1) dan 3)

PEMBAHASAN

  • Kode digital mempunyai arti YA dan TIDAK.

Pernyataan ini benar. Dalam sistem digital, representasi menggunakan kode digital umumnya memiliki dua nilai yang mewakili dua kemungkinan, misalnya 0 untuk "TIDAK" dan 1 untuk "YA". Ini adalah dasar dari sistem biner yang digunakan dalam komputasi digital.

  • Kode digital terdiri atas dua angka 0 dan 0.

Pernyataan ini tidak benar. Jika kode digital terdiri dari dua angka 0, maka tidak akan mampu mewakili lebih dari satu nilai (biasanya "TIDAK"). Dalam sistem biner, kita membutuhkan setidaknya dua simbol berbeda, yaitu 0 dan 1, untuk mewakili kedua nilai yang mungkin.

  • Kode digital terdiri atas angka 0 dan 1.

Pernyataan ini benar. Kode digital dalam sistem biner memang terdiri dari dua angka, yaitu 0 dan 1. Setiap digit dalam kode ini mewakili satu bit, yang merupakan unit dasar informasi dalam komputasi digital.

  • Kode digital terdiri dari angka 0 dan 9.

Pernyataan ini tidak benar. Dalam sistem biner, hanya ada dua angka, yaitu 0 dan 1. Sistem desimal (sepuluh basis) memiliki angka dari 0 hingga 9, tetapi ini bukan yang digunakan dalam representasi kode digital pada sistem-sistem seperti komputer.

Berdasarkan pembahasan di atas, pernyataan yang tepat terkait dengan kode yang digunakan dalam sistem digital adalah pilihan:. 1) dan 3)

 

2.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Jika semikonduktor jenis-p disambungkan dengan semikonduktor jenis-n akan terjadi daerah pengosongan. Hal ini disebabkan...


A. hole yang ada di semikonduktor jenis-n bergabung dengan elektron yang berasal dari semikonduktor jenis-p
B. hole yang ada di semikonduktor jenis-p bergabung dengan elektron yang berasal dari semikonduktor jenis-n
C. hole yang ada di semikonduktor jenis-n bergabung dengan elektron yang berasal dari semikonduktor jenis-n
D. hole yang ada di semikonduktor jenis-p bergabung dengan elektron yang berasal dari semikonduktor jenis-p juga
E. ada tegangan yang berlebih

JAWABAN BENAR

A.

hole yang ada di semikonduktor jenis-n bergabung dengan elektron yang berasal dari semikonduktor jenis-p

PEMBAHASAN

Saat semikonduktor jenis-P (di mana mayoritas pembawa muatannya adalah "hole" atau kekosongan elektron) dan semikonduktor jenis-N (di mana mayoritas pembawa muatannya adalah elektron) disambungkan bersama untuk membentuk sebuah junction (daerah penyambungan), akan terjadi daerah pengosongan di sekitar junction ini. Fenomena ini dikenal sebagai junction p-n.

Pada saat junction p-n terbentuk, hole pada semikonduktor jenis-P akan berdifusi menuju daerah semikonduktor jenis-N, dan elektron pada semikonduktor jenis-N akan berdifusi menuju daerah semikonduktor jenis-P. Ketika hole dan elektron ini bertemu di daerah pengosongan, mereka akan bergabung, menyebabkan terjadinya rekombinasi. Proses ini mengakibatkan terbentuknya daerah bebas pembawa muatan di sekitar junction yang disebut daerah pengosongan.

Jadi, jawaban yang benar adalah bahwa hole yang ada di semikonduktor jenis-n bergabung dengan elektron yang berasal dari semikonduktor jenis-p.

3.

Kerjakan soal dibawah ini dengan benar !

Terjadinya lapisan penghalang pada sambungan antara semikonduktor jenis-p dengan semikonduktor jenis-n adalah...


A. Elektron pada semikonduktor jenis-n tidak bergerak
B. Hole pada semikonduktor jenis-p tidak bergerak
C. Terjadi difusi elektron dan hole pada daerah sambungan sehingga timbul medan listrik
D. Elektron pada semikonduktor jenis-n bergerak menjauhi sambungan
E. Lubang pada semikonduktor jenis-p bergerak menjauhi sambungan

JAWABAN BENAR

C.

Terjadi difusi elektron dan hole pada daerah sambungan sehingga timbul medan listrik

PEMBAHASAN

Saat dua semikonduktor tipe-P dan tipe-N digabungkan untuk membentuk junction p-n, terjadi difusi muatan antara keduanya. Di daerah sambungan, elektron dari semikonduktor tipe-N akan berdifusi ke semikonduktor tipe-P, sementara hole dari semikonduktor tipe-P akan berdifusi ke semikonduktor tipe-N. Difusi ini menghasilkan daerah di mana elektron dan hole yang bertemu akan mengalami rekombinasi, membentuk lapisan tipis di antara daerah-daeah semikonduktor tersebut yang disebut daerah penghalang atau lapisan penghalang (depletion region).

Dalam proses ini, terbentuk medan listrik di sepanjang daerah penghalang karena adanya perbedaan muatan antara hole yang tersisa di semikonduktor tipe-P dan elektron yang tersisa di semikonduktor tipe-N. Medan listrik ini menyebabkan adanya gaya yang menghambat difusi lebih lanjut dari elektron dan hole, sehingga terbentuklah lapisan penghalang yang memiliki karakteristik isolator.

Jadi, jawaban yang benar adalah bahwa terjadi difusi elektron dan hole pada daerah sambungan sehingga timbul medan listrik.

4.

Kerjakan soal dibawah ini dengan benar !

Agar arus mengalir, yang harus dilakukan pada diode adalah...


A. Diberi panjar maju
B. Diberi panjar mundur
C. Diberi panjar maju yang lebih besar dari tegangan sambungan
D. Diberi panjar mundur yang lebih besar dari tegangan sambungan
E. Diberi tegangan mundur yang lebih besar dari dari tegangan breakdown.

JAWABAN BENAR

A.

Diberi panjar maju

PEMBAHASAN

Dalam diode, arus hanya dapat mengalir dalam satu arah, yaitu dari terminal anode (terminal positif) ke terminal katode (terminal negatif). Untuk memungkinkan arus mengalir, diode perlu diberi panjar maju, yang berarti menerapkan tegangan positif pada anode dan tegangan negatif pada katode.

Ketika diode diberi panjar maju, diode melewati kondisi yang disebut "kondisi terkondisi maju" di mana lapisan penghalang (depletion region) di daerah sambungan p-n akan menipis karena tegangan yang diterapkan. Ini memungkinkan elektron dari lapisan n untuk berdifusi ke lapisan p dan hole dari lapisan p untuk berdifusi ke lapisan n, memungkinkan arus untuk mengalir.

Jadi, jawaban yang benar adalah bahwa untuk memungkinkan arus mengalir, yang harus dilakukan pada diode adalah diberi panjar maju.

5.

Kerjakan soal dibawah ini dengan benar !

Arus yang mengalir saat diode dipanjar mundur merupakan..


A. Arus bocor
B. Arus yang disebabkan gerakan pembawa muatan mayoritas
C. Arus yang bersumber dari sumber tegangan luar
D. Arus yang disebabkan gerakan elektron
E. Arus yang disebabkan gerakan hole

JAWABAN BENAR

A.

Arus bocor

PEMBAHASAN

Ketika diode diberi panjar mundur (tegangan searah dari katode ke anode), seharusnya hanya sedikit arus yang mengalir melalui diode. Namun, dalam kenyataannya, ada arus kecil yang mengalir meskipun diode dipanjar mundur. Arus ini disebut "arus bocor" atau "arus reverse leakage".

Arus bocor terjadi karena beberapa pembawa muatan minoritas yang ada di dalam semikonduktor (seperti elektron di semikonduktor tipe-P dan hole di semikonduktor tipe-N) dapat terlibat dalam pergerakan ke arah yang berlawanan dengan arah panjar, meskipun dalam jumlah yang sangat kecil. Arus bocor ini biasanya sangat rendah dan diinginkan untuk tetap rendah dalam kebanyakan aplikasi diode.

Jadi, jawaban yang benar adalah bahwa arus yang mengalir saat diode dipanjar mundur merupakan arus bocor.

6.

Jawablah soal berikut ini!

Bahan semikonduktor yang paling umum digunakan dalam pembuatan komponen elektronik adalah....


A. Germanium
B. Silikon
C. Galium Arsenida
D. Selenium
E. Indium Antimonida

JAWABAN BENAR

B.

Silikon

PEMBAHASAN

Silikon adalah bahan semikonduktor yang paling umum digunakan dalam pembuatan komponen elektronik seperti dioda dan transistor.

7.

Jawablah soal berikut ini!

Dalam sebuah rangkaian elektronika, komponen yang digunakan untuk menyimpan energi dalam bentuk medan listrik adalah....


A. Resistor
B. Kapasitor
C. Dioda
D. Transistor
E. Induktor

JAWABAN BENAR

B.

Kapasitor

PEMBAHASAN

Kapasitor digunakan untuk menyimpan energi dalam bentuk medan listrik.

redesain-navbar Portlet