PENGETAHUAN DASAR ELEKTRONIKA ANALOG DAN DIGITAL
Oleh : Margiono Abdillah
Penerbit :
YAYASAN KEMAJUAN TEKNIK
Pengetahuan Dasar Elektronika Analog dan Digital
Ditulis dan disusun oleh
: Margiono Abdillah
Desain cover dan tata letak
: Listron Surya Teknik
Dicetak dan diterbitkan oleh
: Yayasan Kemajuan Teknik Jl. Khatulistiwa (Komplek Teluk Dalam Permai No.B4) Wajok Hulu – Pontianak Telp. +62895 3410 7337 4 Website : www.yktpublisher.net Email1 : admin.cs@yktpublisher.net Email2 : yktpublisher.ptk@yahoo.com
Distributor tunggal
: UD. Listron Surya Teknik Jl. Budiutomo (Komp. Surya Kencana II No. D2) Pontianak – 78243 Telp. +62852 4982 4004 Website: listronsuryateknik.meximas.com Email: listronsuryateknik.ptk@gmail.com
Cetakan I
: Tahun 2015
Cetakan II
: Tahun 2017
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang memperbanyak karya tulis ini dalam bentuk dan dengan cara apapun, termasuk fotocopi, copy paste dan scan tanpa seizin tertulis dari Penulis atau Penerbit. ISBN : 978-602-380-005-6 © Yayasan Kemajuan Teknik 2017
KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah s.w.t. yang telah melimpahkan rahmat dan karunianya, maka buku yang berjudul “Pengetahuan Dasar Elektronika Analog dan Digital� ini dapat tersusun. Harapan penulis, buku ini dapat membantu dalam memperkaya dan meningkatkan pengetahuan siswa SMK pada khususnya dan para pembaca sekalian pada umumnya dalam bidang teknik elektronika sesuai dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi pada saat ini.
Isi buku ini penulis susun tidak semata-mata hanya berdasarkan pada materi pelajaran yang diajarkan pada Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Program Keahlian Teknik Ketenagalistrikan dan Teknik Elektronika. Tetapi ada beberapa tambahan materi yang
dirasa sangat berguna bagi para siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK)
kelompok teknologi dan rekayasa dalam memperkaya dan meningkatkan pengetahuan tentang dasar elektronika analog dan digital.
Sekali lagi mudah-mudahan buku ini dapat bermanfaat bagi para siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) kelompok teknologi dan rekayasa, sekaligus juga bermanfaat bagi para pembaca sekalian yang ingin mengetahui tentang dasar elektronika analog dan digital. Akhirul kata penulis menyadari bahwa buku ini masih jauh dari sempurna, untuk itu saran dan kritik yang membangun dari semua pihak demi kesempurnaan buku ini sangat penulis harapkan.
Pontianak, 2015
Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR …………………………………………………….…………... i DAFTAR ISI ………….………………………………………………….………….
ii
BAB I : KONSEP DAN PENGERTIAN DASAR ELEKTRONIKA A. KONSEP DASAR ELEKTRONIKA 1. Muatan Listrik …………………………....…..…..….………….…... 1 2. Hukum Coulomb …………………………….………….………...…. 1 3. Medan Listrik ………………………………………….…………….. 2 4. Garis Gaya Medan Listrik …………………………….……………… 3 5. Potensial Listrik ……………………………………….…………...… 5
B. KAPASITANSI KONDUKTOR 1. Definisi Konduktor …………..……………………………………… 7 2. Koefisien Potensial dan Kapaisitansi Konduktor …………..….…..... 12 3. Pengisian dan Pengosongan Konduktor berbentuk Lilitan ……..…… 13
C. KAPASITANSI KONDENSATOR/KAPASITOR 1. Kondensator atau Kapasitor …………………………………..….….. 14 2. Tenaga yang Tersimpan Dalam Konduktor dan Kondensator ...….… 16 3. Perhitungan Kapasitansi Kondensator/Kapasitor ……………….…... 16 a. Kondesnator/Kapasitor Keping ……………………………….… 16 b. Kondensator/Kapasitor Bola …………………………………..… 17 c. Kondensator/Kapasitor Silinder ………………………………… 17
4. Pengisian dan Pengosongan Kondensator/Kapasitor ……………….. 18
D. PENGERTIAN SEMIKONDUKTOR 1. Struktur Atom Semikonduktor …………………………….…...…… 19 2. Semikonduktor Tipe N ……………….…………………..…………. 22 3. Semikonduktor Tipe P ……………………..……….…….…………. 24
BAB II : KOMPONEN DASAR ELEKTRONIKA A. KOMPONEN PASIF ELEKTRONIKA 1. Resistor ………….……………..……………………….……….…... 27 a. Resistor Tetap ……………………………………………….…... 27 b. Resistor Variabel/Potensio ……………………………………… 28 c. Kode Warna Pada Resistor …………………………………....… 28 d. Kode Angka dan Huruf Pada Resistor …………………….……. 30
2. Kapasitor/Kondensator …….…………….........................……..…… 30 a. Electrolit Condensator (Elco) ………………………...……….… 31 b. Kapasitor Film …………………………………………….…….. 32 c. Kapasitor Keramik …………………………………….………… 32 d. Variable Condensator (Varco) ………………………….……….. 33 e. Kapasitor Polyester ………………………………………....…… 34
3. Induktor ………………………………………………...…………… 35
B. KOMPONEN AKTIF ELEKTRONIKA (SEMIKONDUKTOR) 1. Dioda ………………………………………………………….…….. 37 a. Bias Mundur (Reverse) …………………………………………. 38 b. Bias Maju (Forward) ……………………………………………. 38 c. Kurva Karakteristik Dioda ……………………………………… 39 d. Dioda Rectifier ………………………………………………….. 42 e. Dioda Zener ……………………………………………….…….. 42 f. Dioda Photo ……………………………………….…………….. 44
g. LED (Light Emitting Diode) ……………………….…………… 44
2. Transistor ……………………..………………….………………...... 46 3. SCR atau Thyristor …………………………………….……………. 49 4. IGBT …………………………………………………….……...…… 51 5. FET ………………………………………………………….………. 52 a. JFET ……………………………………………………..………. 52 b. MOSFET …………………………………………………...…… 53
6. Triac dan Diac ………………………………………………………. 56 7. Operational Amplifier (Op-Amp) ……………………………....…… 59 a. Inverting Operational Amplifier …………………...……...….…. 60 b. Differential Amplifier …………………………………..……….. 61 c. Integrator ……………………………….……………………….. 62 d. Differentiator ……………………………………………….…… 63 e. Comparator ………………………………………………....…… 64
BAB III : PENGETESAN/PENGUJIAN KOMPONEN ELEKTRONIKA A. PENGETESAN/PENGUJIAN RESISTOR ...……….………..……...… 67
B. PENGETESAN/PENGUJIAN KAPASITOR ………………….……… 68
C. PENGETESAN/PENGUJIAN INDUKTOR ……….……..…….......… 69
D. PENGETESAN/PENGUJIAN KOMPONEN SEMIKONDUKTOR 1. Pengetesan/Pengujian Dioda …………………………….….......…... 71 2. Pengetesan/Pengujian Transistor ………………………….……....….72 3. Pengetesan/Pengujian FET ………………………………….………..77 4. Pengetesan/Pengujian SCR atau Thyristor ………………….…..…... 79 5. Pengetesan/Pengujian UJT ………………………………….….….... 80
BAB IV : CATU DAYA (POWER SUPPLY) A. CATU DAYA SEDERHANA 1. Penyearah Tanpa Filter ………………………………….………….. 82 2. Filter ………………………..….…………………...……………..... 89 3. Penstabil Tegangan …………..……………...………….…...……… 91
B. CATU DAYA TEREGULASI 1. Regulator Tegangan Serie ……...………...………………………… 98 2. Regulator Tegangan Paralel ………………………………..………. 103 3. Regulator Tegangan IC ………………………………...…..……..... 105
BAB V : PENGUAT (AMPLIFIER) A. PENGUAT SATU TRANSISTOR 1. Penguat Tunggal Emitor ……………….……………….…………. 109 2. Penguat Tunggal Kolektor …………………….……....……...…… 110 3. Penguat Tunggal Basis ………..……………….……….…...…….. 110 4. Aplikasi Jenis-Jenis Penguat ………………………...……………. 111
B. PENGUAT DENGAN IC OP-AMP ……………...………...……..….. 113
C. FILTER AKTIF …………………………………………………...….. 118 1. Filter Lolos Bawah (Low Pass Filter) ……………………....…….. 120 2. Filter Lolos Atas (High Pass Filter) ………………………………. 121 3. Filter Lolos Pita (Band Pass Filter) ……………………….…...….. 122
BAB VI : PEMBANGKIT GELOMBANG (OSCILATOR) A. PEMBANGKIT GELOMBANG KOTAK ……………………....…… 124 B. PEMBANGKIT GELOMBANG SINUS ………………………….…. 127 C. PEMBANGKIT GELOMBANG SEGITIGA ……………...……...…. 128 D. PEMBANGKIT LONCENG DIGITAL ……………………………… 131
BAB VII : PENGUAT DAYA A. PENGUAT DAYA KELAS A 1. Penguat Kelas A ……………………………………….…….……. 133 2. Penguat Kelas B ……………………………………….………….. 134 3. Penguat Kelas AB ………………………………………………… 134 4. Penguat Kelas C ……………………………………….…..……… 135 5. Penguat Daya Kelas A Beban Resistor ……………….…………... 136 6. Penguat Daya Kelas A Beban Trafo ……………………………… 138
B. PENGUAT DAYA PUSH-PULL KELAS B ……………..………….. 139 1. Cacat Silang pada Sinyal Output Penguat Push-Pull Kelas B ……. 142 2. Penguat Daya Komplementer …………………………………….. 143
BAB VIII : KONSEP DASAR ELEKTRONIKA DIGITAL A. SISTEM BILANGAN 1. Sistem Bilangan Desimal dan Biner …………………….…...……. 145 2. Sistem Bilangan Oktal ………………………………….…………. 146 3. Sistem Bilangan Hexadesimal dan Biner ……………….…...……. 148 4. Bilangan Biner Pecahan ……………………………….………….. 149 5. Sistem Bilangan BCD ………………………………………….…. 150
B. ARITMATIKA BINER 1. Penjumlahan Biner ………………………………….………….…. 151 2. Pengurangan Biner ………………………………….…………….. 152 3. Bilangan Biner Bertanda …………………………….……………. 154 4. Perkalian Biner ……………………………………….…………… 155 5. Pembagian Biner …………………………………….……………. 156
C. GERBANG LOGIKA 1. Gerbang AND dan NAND ……………...…………….…...……… 157
2. Gerbang OR dan NOR ………….………………………………… 158 3. Gerbang NOT …………..……………………………….………… 158 4. Gerbang XOR ………………………………………….….………. 159
D. UNGKAPAN BOOLE …………………………………….………….. 160
BAB IX : FLIP-FLOP, PENCACAH DAN REGISTER A. FLIP-FLOP 1. Flip-Flop RS …………………………………………….…...……. 163 a. Tabel Masukan/Keluaran …………...………………………… 163 b. Flip-Flop RS Terpadu ………………………………………… 164
2. Flip-Flop D …………………………………………….………….. 165 3. Flip-Flop JK ………………………………………………………. 165 4. Flip-Flop JK Utama/Pembantu ………………………………....…. 167
B. PENCACAH 1. Pencacah Biner 4 Bit …………………………………….……...… 168 2. Pencacah Kerut Biner ………………………………….………….. 170 3. Pencacah Dekade MSI ………………………………….…………. 171
C. REGISTER ………………………………………………….……..….. 172
DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………...….……… 177