< Previous 227 E=1V+_REUEB1AKICD+_RB1B1B2RB2U1IB2UB1,B2 = 9V Gambar 2.177 Rangkaian ekuivalen UJT Cara Kerja UJT 1. Perhatikan Gambar, antara terminal-terminal B1-B2 kita beri tegangan UB1 B2 = 9 Volt. Maka terjadilah pembagian tegangan antara RB1 dan RB2, Dioda tidak bekerja. 2. Mula-mula tegangan catu pada Emiter sama dengan nol, maka Dioda Emiter berada dalam keadaan Reverse bias. Bila tegangan ini diperbesar maka UE akan ikut bertambah besar,tetapi Emiter tetap tidak akan menghantar sebelum UE>U1 + UK. UK = Knee Voltage dari Dioda tersebut. 3. Setelah UE>U1+ UK, maka Dioda dalam keadaan Forward bias dan dia mulai menghantar. Oleh karena daerah P mendapat doping yang berat sedangkan daerah N didoping ringan, maka pada saat forward bias banyak hole dari daerah P ini yang tidak dapat berkombinasi dengan elektron bebas dari daerah N. 4. Hole-hole tersebut akan merupakan suatu pembawa muatan positip pada daerah basis 1 (B1). hal ini menyebabkan tahanan RB1 pada daerah basis turun hingga mencapai suatu harga yang kecil sekali, sehingga dapat dikatakan antara Emiter dan basis 1 (B1) terjadi hubung singkat 5. Dari sini jelas bahwa dioda Emitor pada UJT berfungsi sebagai saklar dan saklar ini akan tetap tinggal tertutup selama arus Emitor masih lebih besar dari suatu harga tertentu yang disebut “Valley Curent”. 228 Sifat Listrik Pada UJT Kurva sifat listrik UJT 1. Perhatikan gambar 1, kalau IE naik, maka tegangan antara emitor -B1 turun. 2. Di titik puncak Up dan titik lembah (Valley point) Uv, lengkung karakteristik mempunyai kelandaian (slope) = 0. Artinya dititik-titik itu lengkung tidak naik,juga tidak turun. 3. Dalam daerah dikiri Up, tidak mengalir arus emitor IE, sebab antara emitor dan basis 1 ada tegangan muka terbalik (reverse bias). Daerah dikiri Up itu dinamai Up sumbat. IUIUUUI(mA)IU50COPPEEB1 B2 = 9V(Jenuh)vtitikpuncak(volt)VEtitik lembah Gambar 2.178 Kurva sifat listrik UJT 4. Dalam daerah dikanan Up ada arus emitor,sebab antara emitor dan basis 1 ada tegangan muka maju (forward bias). 5. Diantara titik-titik Up dan Uv maka kenaikan arus IE menyebabkan turunnya tegangan UE. Ini berarti bahwa dalam daerah ini terdapat perlawanan negatif (tahanan negatif). 6. Setelah melampaui titik lembah Uv, maka kenaikan IE dibarengi dengan kenaikan UE. Daerah ini dinamai daerah jenuh.(saturation region) 7. Ternyata bahwa Up ditentukan oleh : a. Tegangan antara B1 - B2 (= UB1 B2) dan b. Tegangan muka maju (forward bias) diantara emitor dan basis B1 atau tegangan pada dioda. 229 Adapun UD berbanding terbalik dengan suhu. Kalau suhu naik UD turun. (UD = Tegangan muka maju antara E - B1 ) Tegangan bentuk gigi gergaji dapat diperoleh, kalau suatu kondensator secara bergantian mengisi dan membuang muatan (lihat Gbr. 1a). Mula-mula sakelar S kita taruh pada posisi 1. maka kondensator C dimuati tegangan dari batery melalui R. Secara berangsur tegangan pada C naik. Kecepatan kenaikan tegangan ini ditetapkan pada saat tegangan mencapai harga P, sakelar kita pindahkan ke posisi 2,maka C dihubung singkat,dan seketika membuang muatan. Tegangan Uc pun jatuh ke nol. Jika sakelar S secara bergantian dipindahkan dari 1 ke 2 dalam irama tertentu,maka pada kondensator terjangkit tegangan bentuk gigi gergaji. Tinggi tegangan (amplitudo) ditentukan oleh besarnya R. Gambar 2.179 Pengisian kondensator Gambar 2.180 Asas penjangkitan tegangan gigi gergaji pada kondensator 230 2.2.9.2. PRINSIP KERJA UJT SEBAGAI OSCILATOR Mula-mula pada C tidak ada muatan (Uc = 0). Tegangan ini adalah tegangan UE yang diberikan kepada emitor. Maka antara emitor E dan basis B1 ada perlawanan yang tinggi, sebab dikatakan ada potensial positip. Potensial pada katoda ini ditentukan oleh perbandingan antara P2-RB-RA (yang ada didalam transistor) dan R. Tegangan di C (Uc) naik dengan kecepatan yang ditentukan oleh konstanta waktu P1 dengan C. Maka tegangan pada E menjadi positip. Jika tegangan Uc mencapai harga UpUJT (UE = Uc ≥ Up) maka UJT akan menghantar, dan turunlah perlawanan antara Emitor E dan Basis 1.Penurunan perlawanan (tahanan) RE-B1 menghubung singkat C (kondensator membuang muatan). Bila tegangan C (Uc = UE) turun hingga mencapai ± 2V, maka UJT menyumbat lagi (sakelar S terbuka), pada kondisi ini C pun akan kembali mengisi muatan. Demikian kejadian ini terjadi berulang-ulang. B2B1CRP1P2URUC+_ Gambar 2.181 Rangkaian UJT sebagai osilator 231 UCUR00tt Gambar 2.182 Denyut tegangan selama C membuang muatan Bentuk tegangan pada kondensator dan Arus buang muatan(pengosongan)kondensator membangkitkan tegangan denyut pada R. Perubahan tahanan pada basis 2 diatur dengan potensiometer P2. P2 mengatur amplitudo gigi gergaji, sebab dengan P2 kita menetapkan tingginya amplitudo Up, makin besar P2, makin tinggi pula tegangan katoda, sehingga diperlukan tegangan UE yang lebih tinggi untuk menjadikan dioda menghantar. R berguna untuk mengatasi arus pengosongan dari C supaya dioda tidak rusak. Besarnya frekuensi ditentukan oleh konstanta waktu P1 - C dan juga oleh karakteristik UJT. Makin besar P1,makin rendah pula frekuensinya. Selama C membuang muatan, maka arus yang lewat R akan menimbulkan tegangan bentuk denyut (pulsa). 2.2.10. DIODA AC DIACS adalah salah satu jenis dari bidirectional thyristor . Rangkaian ekuivalen DIACS adalah merupakan dua buah dioda empat lapis yang disusun berlawanan arah dan dapat dianggap sebagai susunan dua buah latch. DIACS singkatan dari Diode Alternating Current Switch. Namun secara umum DIACS hanya disebut dengan DIAC, komponen ini paling sering digunakan untuk menyulut TRIAC. 232 PNNPNNPPD1D2 Gambar 2.183 Konstruksi Pembentukan DIAC DIACS yang tersusun dari 2 buah dioda empat lapis dengan bahan silicon memungkinkan bekerja pada tegangan tinggi dan arus yang sebatas kemampuannya . Namun DIACS perlu mendapat perhatian khusus karena setelah mencapai tegangan UBRF tertentu, kemudian tegangan dengan sendirinya turun tapi arus IF tiba-tiba naik secara tajam. Untuk itu rangkaian DIACS memerlukan R seri sebagai pembatas arus. Dan karena konstruksinya yang kalau kita lihat dari simbol terdiri dari 2 dioda yang tersambung secara anti paralel, maka DIACS dapat dipergunakan pada rangkaian AC. PPNNN Gambar 2.184 DIACS yang tersusun dari 2 buah dioda empat lapis Semua alat-alat yang dikeluarkan pabrik pasti mempunyai harga batas . Begitu pula DIACS , komponen ini mempunyai beberapa harga batas. Harga batas ini di keluarkan oleh pabrik pembuat komponen melalui pengukuran yang teliti di laboratorium dengan suhu udara tertentu , sehingga dalam tabel yang dikeluarkan pabrik selalu mencamtumkan suhu saat pengukuran. Data harga batas ini sangatlah penting bagi pemakai dalam merencanakan sebuah rangkaian elektronika yang handal . Untuk mencari harga batas tersebut , anda dapat mencarinya dalam tabel / kurva di bawah ini 233 UFIFIF=10mAI(BR)FI(BR)RUFU(BR)FUFIR=10mAURURU(BR)RURIRIIVIIIIIIDFIDR Gambar 2.185 Kurva Karakteristik DIACS Dari kurva diats dapat kita lihat : U ( BR )F artinya tegangan patah simetris arah maju U ( BR )R artinya tegangan patah simetris arah mundur I ( BR )F artinya arus patah arah maju I ( BR )R artinya arus patah arah mundur Berikut ini adalah tabel DIACS A 9903 min 25,4min 25,46,62,2O 0,5 Ptot 150 mW Imax 1 A ϑS -50oC sampai 150oC UBR 32 ± 4V IBRF, IBRR 0,4 mA typ 1,0 mA max 234 ∆U 8 V typ 6 V min αUBR 0,1 % / oC Dari tabel diatas dapat mengambil besaran angka untuk : 1. Ptot 2. Imax 3. UBR 4. IBRF , IBRR Aplikasi DIACS Rangkaian Penyulut dengan DIACS (sebagai komponen utama) R110KR2500KDIACSC100nFBR100RL20Ω U220V/50Hz Gambar 2.186 Rangkaian Penyulut dengan DIACS Skema Rangkaian Fase Kontrol yang sesuai untuk Dimmer Lamp; Kontrol Panas dan Kontrol Kecepatan Motor. (DIACS sebagai komponen pendukung). 120V AC 60 HzS-1Beban100µHC1100nF200VR11K / 0,5 W100KR37K5 / 0,5WC2100nF200VC2100nF100V4058340485L1 Gambar 2.187 Skema Rangkaian Fase Kontrol 2.2.11. OPERASIONAL AMPLIFIER2.2.11.1. PENGENALAN OP-AMP2.2.11.1.1. PENGERTIAN UMUMPenguat operasi (“operational amplifier”) atau sering disingkat dengan OP-AMP merupakan komponen-komponen linier yang terdiri atas beberapa komponen diskrit yang terintegrasi dalam bentuk “chip” (IC: Integrated Circuits). OP-AMP biasanya mempunyai dua buah input, yaitu input pembalik (inverting input) dan input bukan pembalik (non-inverting input), serta satu buah output. Lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar simbol OP-AMP berikut ini: Gambar 2.188 Simbol OP-AMP Input OP-AMP bisa berupa tegangan searah maupun tegangan bolak-balik. Sedangkan output OP-AMP tergantung input yang diberikan. Jika input OP-AMP diberi tegangan searah dengan input “non-inverting” (+) lebih besar daripada input inverting (-), maka output OP-AMP akan positif (+). Sebaliknya, jika input “noninverting” (+) lebih kecil daripada input “inverting” (-), maka output OP-AMP akan negatif (-). Jika input OP-AMP diberi tegangan bolak-balik dengan input “noninverting” (+), maka output OP-AMP akan sefase dengan inputnya tersebut. Sebaliknya jika input “inverting” (-) diberi sinyal/tegangan bolak-balik sinus, maka output OP-AMP akan berbalik fase terhadap inputnya. Dalam kondisi terbuka (open) besarnya tegangan output (Uo) adalah: Uo = AoL (Ui1 – Ui2) (1.1) Keterangan: Uo = Tegangan output AoL = Penguatan “ open loop “ Ui1 = Tegangan input Non Inverting Ui2 =Tegangan input Inverting (Ui 2) Inverting Input (Ui 1) Non Inverting Input Uo Output 236 2.2.11.1.1.1. Parameter OP-AMP Pada keadaan ideal OP-AMP mempunyai sifat- sifat yang penting, yaitu: 1. Open loop voltage gain Penguatan tegangan pada keadaan terbuka (open loop voltage gain) untuk frekuensi rendah adalah sangat besar sekitar 100.000 atau sekitar 100 dB. 2. Input impedance (Zin) Impedansi input pada kedua terminal input kondisi “open loop” tinggi sekali, sekitar 1 M? untuk OP-AMP yang dibuat dari FET, impedansi inputnya sekitar 10 6 M? lebih. 3. Output impedance (Zo) Impedansi output pada kondisi “open loop” rendah sekali, sekitar 100? lebih kecil. 4. Input bias current (Ib) Kebanyakan OP-AMP pada bagian inputnya menggunakan transistor bipolar, maka arus bias pada inputnya kecil. Level amplitudonya tidak lebih dari mikroampere. 5. Supply voltage range (Us) Tegangan sumber untuk OP-AMP mempunyai range minimum dan maksimum, yaitu untuk OP-AMP yang banyak beredar di lapangan/di pasaran sekitar ? 3 V sampai ? 15 V. 6. Input voltage range (Ui max) Range tegangan input maksimum sekitar 1 volt atau 2 volt atau lebih di bawah tegangan sumber Us. 7. Output voltage range (Uo max) Tegangan output maksimum mempunyai range antara 1 volt atau 2 volt lebih di bawahnya tegangan sumber (supply voltage) Us. Tegangan output ini biasanya tergantung tegangan saturasi OP-AMP. 8. Differential input offset voltage (Uio) Pada kondisi ideal output akan sama dengan nol bila kedua terminal inputnya di-ground-kan. Namun kenyataannya semua peranti OP-AMP tidak ada yang sempurna, dan biasanya terjadi ketidakseimbangan pada kedua terminal inputnya sekitar beberapa milivolt. Tetapi jika input ini dibiarkan untuk dikuatkan dengan OP-AMP dengan model “closed loop”, maka tegangan output bisa melebihi saturasinya. Karena itu, biasanya setiap OP-AMP pada bagian luar dilengkapi dengan rangkaian offset tegangan nol (zero offset voltage). 9. Common mode rejection ratio (CMRR) Secara ideal OP-AMP menghasilkan output yang proporsional dengan/terhadap beda kedua terminal input, dan menghasilkan output sama dengan nol jika sinyal kedua input simultan yang biasa disebut “Common mode”. Secara praktik sinyal “Common mode” tidak diberikan pada inputnya dan dikeluarkan pada outputnya. Next >