rpp produktif titl x

12/96-540’

PEMERINTAH KABUPATEN TRENGGALEK DINAS PENDIDIKAN

SMK NEGERI 1 TRENGGALEK Jl. Brigjen Sutran No. 3 9355793177 Fax. 0355793178 Trenggalek 66315

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN ( RPP )

Mata Pelajaran : Produktif

Kelas/ Semester : X / 1

Alokasi Waktu : 12 JP ( @ 45 menit )

Standar Kompetensi : Memahami dasar-dasar elektronika

Kode :

Kompetensi Dasar : Memahami konsep dasar elektronika

Indikator : - Simbol-simbol Elektronika digambar sesuai standar

- Menggambar skema rangkaian elektronika dengan simbol-

simbol yang sesuai standar

- Menerapkan skema pada papan rangkaian

- Sumber tegangan ditangani sesuai SOP

I. Tujuan Pembelajaran

• Siswa dapat menggambar symbol-simbol elektronika dengan benar

• Siswa dapat menggambar skema rangkaian tertentu dan dapat merangkainya

pada papan rangkaian

• Siswa dapat menangani sumber tegangan sesuai prosedur yang ditetapkan

II. Materi Ajar

a. Skema rangkaian serta simbol-simbol

Skema merupakan bentuk bahasa yang membantu kita berkomunikasi mengenai

informasi hubungan listrik dalam rangkaian. Skema tidak mengindikasikan posisi

atau ukuran komponen maupun memperlihatkan titik sebenarnya pada

penyambungan (melalui kesepakatan gambar yang nyata diupayakan untuk

mencoba mengindikasikan seluruh kebutuhan pada bentuk sesederhana

mungkin). Simbol yang digunakan pada skema menggambarkan komponen dan

penghubung pada rangkaian, tetapi sekali lagi bahwa simbol tidak

memperlihatkan bentuk fisik atau ukuran nyata dari komponen. Mereka

melakukan sejumlah urutan penghargaan mengenai ide dari penggambaran

karakteristik komponen.

website : www.mediaguru.tk email : [email protected] friendship network : www.facebook-mediaguru.tk atau www.yahoogroup-mediaguru.tk

12/96-540’

Gambar 1. menunjukan sejumlah simbol komponen yang banyak digunakan.

Ketika kekhususan atau simbol yang unik digunakan pada skema, maka ia diberi

label serta identitas.

Gambar 1. Simbol-simbol komponen elektronik


12/96-540’

Setelah kita mengerti beberapa simbol pada komponen, maka simbol tersebut

digunakan dalam sebuah bentuk rangkaian yang sederhana yang mudah

dipahami. Pada gambar 2, memperlihatkan contoh penerapan simbol-simbol

dalam rangkaian. 1

3

6

4

5

2

Gambar 2. Penerapan simbol pada rangkaian

Pada gambar 2. ada 6 macam komponen yang digunakan, yakni: 1. Fuse atau sekering, berfungsi sebagai komponen pengaman rangkaian. 2. Resistor atau tahanan, berfungsi membatasi arus yang mengalir pada

rangkaian. 3. Kapasitor, berfungsi penyimpan muatan listrik sementara. 4. Variabel resistor, tahanan yang mempunyai nilai berubah-ubah dari harga

minimum sampai maksimum. 5. Saklar, berfungsi pemutus dan penyambung rangkaian. 6. Induktor, berfungsi sebagai pembangkit medan magnet bila ada arus. 7. Sumber tegangan, berfungsi pembangkit arus dan tegangan pada rangkaian.

b. Sumber tenaga

Aliran arus hanya akan mengalir dalam rangkaian ketika:

1. Ada sumber energi listrik yang akan menghasilkan beda potensial antara

dua titik yang berbeda.

2. Dua titik tersebut terhubung dengan sebuah konduktor atau penghantar.

Terdapat dua sumber energi listrik yang terdiri dari sumber arus searah dan arus

bolak balik. Arus searah dapat dihasilkan oleh sel listrik yang biasanya dikenal

dengan nama baterai atau dengan mengubah dari arus bolak balik menjadi arus

searah dan arus bolak balik dihasilkan dari generator bolak-balik.

Baterai terdiri dari kombinasi sel tunggal yang dirancang untuk menghasilkan

tegangan. Kombinasi untuk memperbesar tegangan, dirancang dengan kombinasi

seri sel tunggal. Untuk memperbesar arus, dirancang dengan kombinasi paralel


12/96-540’

sel tunggal. Misalnya kita akan membuat 6 V dari sel tunggal 1,5 V seperti pada

gambar 3, maka kombinasi seri yang akan kita gunakan.

Gambar 3. Empat sel tunggal 1,5V untuk membentuk tegangan output 6 V

Meskipun baterai biasanya secara luas dipergunakan di laboratorium khususnya

alat ukur, mereka tidak memberikan tegangan yang konstan dan mereka tidak

mudah untuk digunakan pada tegangan dengan variasi yang lebar. Untuk tujuan

pengaturan tegangan biasanya digunakan sumber tegangan yang dapat diatur.

Sumber tegangan teregulasi yang dapat diatur adalah sumber yang secara manual

dapat diatur dan memberikan tegangan yang diperlukan dalam cakupan

operasinya.

Istilah tegangan teregulasi artinya tegangan yang dikeluarkan cenderung stabil

tidak terganggu oleh perubahan beban dan perubahan input hingga batas tertentu.

Sejumlah sumber tegangan dirancang untuk menyediakan satu atau lebih

tegangan dc tersendiri dimana dilakukan melalui pengontrolan serta terminal

yang terpisah pula.

Polaritas dari terminal dc pada power supply biasanya ditandai – dan + atau V+

dan GND. Melalui kesepakatan jack merah digunakan sebagai terminal positip

dan jack hitam digunakan sebagai terminal negatip sumber tegangan.

Berikut adalah langkah-langkah yang harus dilakukan dalam menggunakan

power supply :

1. Baca buku petunjuk dengan seksama dan yakinkan bahwa Anda memahami

instruksinya sebelum mengaktifkan power supply pertama kali.

2. Jangan membuat hubung singkat pada terminal output yang akan membuat

rusak sumber tegangan. Atur/tempatkan kabel penghubung terminal output

sehingga tidak terjadi saling menyentuh.

3. Jika terdapat komponen pada rangkaian percobaan yang tampak kelebihan

panas setelah tegangan diberikan, matikan sumber tegangan.

4. Untuk melindungi power supply dari kerusakan, jangan menghidup matikan

sumber tegangan berulang ulang. Jika percobaan menghendaki sumber


12/96-540’

tegangan diputus berkali-kali, gunakan saklar tambahan pada papan

percobaan untuk memberikan dan melepas tegangan dari rangkaian.

5. Jangan mengoperasikan sumber diatas nilai rata rata kemampuan arusnya.

Jika terdapat amperemeter yang menunjukan bahwa kita telah mencapai batas

kemampuan arus sumber, segera matikan dan periksa pada rangkaian untuk

menentukan kenapa rangkaian menarik arus lebih.

6. Selalu memperhatikan terhadap kejutan listrik. Meskipun peralatan yang

dipakai relatif memiliki tegangan yang aman tetapi dapat menimbulkan

bahaya jika terjadi lonjakan arus pada kondisi tertentu.

III. Metode Pembelajaran

1. Penyampaian materi dilakukan dengan ceramah

2. Laporan pekerjaan disampaikan dengan presentasi

3. Umpan-balik dengan Tanya-jawab

IV. Langkah-langkah Pembelajaran

A. Kegiatan Awal

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menjelaskan tujuan kegiatan belajar 10 menit 2 Konfirmasi ke siswa tentang kejelasan tujuan kegiatan

belajar 10 menit

B. Kegiatan Inti

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menjelaskan skema dan symbol komponen dan rangkaian

elektronika 70 menit

2 Mengamati bentuk fisik komponen-komponen elektronika sesuai simbolnya

30 menit

3 Menyiapkan alat/bahan Praktek membuat rangkaian elektronika sederhana di board connector

30 menit

4 Praktek membuat rangkaian elektronika sederhana di board connector

60 menit

5 Mengembalikan alat/bahan Praktek membuat rangkaian elektronika sederhana di board connector

30 menit

6 Menyusun laporan Praktek membuat rangkaian elektronika sederhana di board connector

30 menit

7 Menjelaskan sumber tenaga rangkaian elektronika 70 menit8 Mengamati bentuk fisik sumber-sumber tenaga rangkaian

elektronika 30 menit

9 Menyiapkan alat/bahan Praktek penanganan sumber tenaga rangkaian elektronika

30 menit

10 Praktek penanganan sumber tenaga rangkaian elektronika 60 menit11 Mengembalikan alat/bahan Praktek penanganan sumber

tenaga rangkaian elektronika 30 menit

10 Menyusun laporan Praktek penanganan sumber tenaga rangkaian elektronika

30 menit


12/96-540’

C. Kegiatan Akhir

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menarik kesimpulan akhir dari konsep dasar elektronika 20 menit

V. Alat/Bahan dan sumber Pembelajaran

A. Alat/Bahan Pembelajaran

1. Alat Pembelajaran

No Nama Alat Satuan Jumlah 1 Buzzer, AVO meter Buah 1 2 Trainner Elektronika Dasar set 1

2. Bahan Pembelajaran

No Nama Bahan Satuan Jumlah 1 Resistor Buah 5 2 Capasitor Buah 5 3 Induktor Buah 1 4 Dioda Buah 1 5 Fuse Buah 1 6 Baterei Kering 1,5 volt Buah 3

B. Sumber Pembelajaran

No Sumber Belajar Uraian Penyusun/ nara-sumber

1 Buku/modul Modul pembelajaran Produktif TPEL Tk.X

Budi C. Utomo

2 Jobsheet • Jobsheet menyusun rangkaian elektronika pada boardconnector

• Jobsheet penanganan Power supply

Budi C. Utomo

3 Lainnya Buku manual Trainner Pudak Scientific

VI. Penilaian

A. Bentuk Test

Test Praktek

B. Bentuk Soal

Langkah-langkah Praktikum

C. Soal

1. Persiapkan alat/bahan sesuai kebutuhan praktikum menyusun rangkaian

elektronika pada boardconnector & penanganan Power supply !

2. Susunlah rangkaian elektronika sederhana berikut pada boardconnector !


12/96-540’

1

3

6

4

5

2

3. Demonstrasikan cara penanganan Power supply dengan benar !

4. Jawablah latihan soal dalam jobsheet dan susunlah laporan setiap praktek

sesuai dengan sistematika yang baik & standar !

D. Kunci Soal

1. Alat & bahan dapat disiapkan sesuai kebutuhan dan sesuai alokasi waktu

yang diberikan

2. Rangkaian tersusun di boardconnector dengan benar dan rangkaian yang

efisien

3. Langkah-langkah penanganan Power Suply dilaksanakan sesuai petunjuk

4. Semua latihan soal dikerjakan dengan benar dan laporan dikerjakan dengan

menggunakan sistematika yang benar


12/96-540’

E. Penskoran .

Kriteria Penilaian Skor Max.

Skor Perolehan

Bobot Keterangan

A Soal

1. menjawab sesuai kunci jawaban 2




Nilai Akhir

Keterangan:

NA = Skor MaximumSkor Perolehan x100

Mengetahui : Trenggalek, Juli 2009

Kepala Sekolah Guru Praktek

Drs. Slamet Purnomo Budi Cahyo Utomo, ST

NIP. 131472668 NIP. 510136649


24/96-540’








Kode :

Kompetensi Dasar : Memahami sifat-sifat komponen elektronika pasif (1)

Indikator : - Menyebutkan besaran-besaran yang ada dalam tahanan listrik

- Hukum ohm

- Menganalisa rangkaian arus searah


• Siswa dapat menyebut besaran-besaran yang ada dalam tahanan listrik

II. Materi Ajar

a. Resistor

Tahanan atau Resistor (R) mempunyai satuan ohm (Ω) .

Pengertian-pengertian :

• Tahanan R

Tahanan suatu kawat penghantar listrik adalah penghambat bagi elektron-

lektron pada saat pemindahannya.Tahanan ini bergantung pada beban (

susunan atom, elektron bebas ), panjang, luas penampang dan temperatur dari

suatu kawat penghantar listrik.

• Nilai hantar G

Suatu kawat penghantar dengan tahanan kecil, maka kawat tersebut akan

penghantar arus listrik dengan baik kawat tersebut memiliki nilai hantar yang

besar.

Nilai hantar = 1Tahanan

G = 1R

• Tahanan jenis ρ


24/96-540’

Tahanan jenis adalah tahanan suatu penghantar pada panjang penghantar 1 m

dan luas penampang 1 mm2 dan pada keadaan temperatur 200.

Satuan = 1 . mm

m

2Ω

ρ dapat bervariasi di dalam hal berikut :

Dalam jenis pengerjaan ( Giling, tarik, tuang )

Dalam keadaan murni,

Dalam keadaan panas, sebelum dan sesudah pemakaian.

• Hantar jenis ( χ )

χ = 1ρ

Tahanan suatu penghantar tergantung kepada tahanan jenis suatu material,

panjang dan luas penampang.

Resistor tetap :

Jenis tahanan ada beberapa ;

1. Tahanan dengan lapisan karbon

2. Tahanan dengan lapisan metaloxid

3. Tahanan dengan lapisan metal

4. Tahanan kawat.

Simbol warna pada permukaan tahanan

Warna Gelang 1 Gelang 2 Gelang 3 Gelang 4 Polos Perak Emas Hitam Coklat Merah Oranye Kuning Hijau Biru Ungu Abu-abu Putih

− − − − 1 2 3 4 5 6 7 8 9

− − − 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

− 10−2

10−1

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

± 20 % ± 10 % ± 5 % − ± 1 % ± 2 % − − ± 0,5 % − − − −

Keterangan : Gelang 1 = 1 angka nilai tahanan


24/96-540’

Gelang 2 = 2 angka nilai tahanan Gelang 3 = 3 Bilangan pengali dikalikan dengan angka bilangan dari gelang 1

dan 2 Gelang 4 = Toleransi tahanan dalam % Contoh: Suatu tahanan dengan lapisan karbon dengan warna dari kiri ke kanan :

Kuning − Ungu − Coklat − Emas. Berapakah Tahanan dan Toleransinya ?

Jawab : Kuning, Ungu, Coklat, Emas

47. 10+ 5 % , jadi R = 470 Ω + 5

Selain kode warna tahanan dengan 4 dan 5 gelang warna ada juga yang

menggunakan 6 gelang warna dengan gelang ke 6 Menyatakan koefisien

temperatur


24/96-540’

Harga tahanan standar menurut IEC

Nilai tahanan yang ada dalam pasaran( yang diproduksi pabrik ) adalah kelipatan

10 dari angka yang ditunjukkan dalam table. Namun harga terkecil dimulai

dari nilai satuan ( 1,0 ).

TABEL HARGA TAHANAN STANDAR MENURUT IEC.

Resistor tidak tetap

Selain Tahanan tetap, ada juga tahanan yang tidak tetap :

Tahanan yang dapat dirubah-rubah (Tahanan kawat yang dililitkan, Tahanan

geser)

Tahanan penghantar panas (Tahanan berkurang dengan pemanasan - NTC )


24/96-540’

Tahanan penghantar dingin (Tahanan bertambah dengan pemanasan-PTC )

Tahanan tergantung kepada tegangan (Tahanan akan berkurang dengan

bertambahnya egangan -VDR )

Tahanan berkurang dengan adanya sinar ( LDR )

Tabel karakteristik Bahan-bahan


24/96-540’

b. Kapasitor

Kapasitor atau disebut juga Kondensator adalah alat / perangkat untuk

menyimpan muatan listrik untuk sementara waktu. Sebuah kapasitor/kondensator

sederhana tersusun dari dua buah lempeng logam paralel yang disekat satu sama

lain oleh bahan isolator yang disebut dielektrikum. enis kondensator diberi nama

sesuai dengan dielektrikumnya, misal : kertas, mika, keramik dan sebagainya.

Jika lempeng kondensator/kapasitor dihubungkan pada sumber tegangan DC,

terjadi perpindahan elektron dari kutub ( − ) lempeng B dan ke kutub ( + )

lempeng A. Hal ini berlangsung sampai beda potensial antara lempeng A dan

lempeng B dengan GGL sumber tegangan DC. Jika hal ini terjadi artinya

kondensator sudah bermuatan penuh.

KAPASITAS KONDENSATOR / KAPASITOR

Kapasitor kondensator yaitu besarnya muatan listrik yang dapat disimpan tiap

satuan beda potensial antara bidang-bidangnya. Dinyatakan dalam persamaan :

CQU

=


24/96-540’

C = kapasitas kapasitor .............................. farad ( F )

Q = muatan listrik ................................. coulamb ( C )

U = beda potensial ................................... volt ( V )

Untuk kondensator plat sejajar, kapasitasnya tergantung pada luas dan jarak

antara plat serta jenis / macam zat yang berada diantara dua plat tersebut.

Dinyatakan dalam persamaan :

CA

= Σl

C = kapasitas kapasitor ........ farad ( F )

A = luas plat .......................... m2

l = jarak antar plat ............... m

Σ = konstanta dielektrik mutlak

Σo = Konstanta dielektrik hampa udara

= 8,85 . 10−12

Σr = konstanta dielektrik relatif ( bahan tertentu )

Jadi jelas terlihat bahwa :

Konstanta dielektrik mutlak adalah konstanta dielektrik relatif.

Kontanta dielektrik relatif yaitu konstanta dielektrik tiap jenis bahan

tertentu

Berikut ini adalah konstanta dielektrik relatif beberapa jenis bahan :

No Jenis bahan Konstanta dielektrik ( Σr )

1 Mika 2,5 − 7

2 Gelas 4 − 7

3 Air 80

4 Gambar 2,65

5 Lilin 2,25

6 Udara 1

Satuan kapasitas kondensator kebanyakan dinyatakan dalam mikro farad = µF =

10−6 F

c. Induktor


24/96-540’

Induktor adalah gulungan kawat (lilitan) yang dililitkan pada sebuah inti besi.

Induktor mempunyai sifat listrik maupun sifat kemagnetan dan mempunyai besar

sesuai jumlah lilitan dan lebar inti besi. Induktor mempunyai satuan Henri / H.

Sifat listrik dan magnet inductor disebabkan prinsip bahwa disekitar kawat

beraliran arus akan menghasilkan medan magnet disekeliling kawat tersebut

dengan arah sbb :

Apabila arus melalui kawat dalam bentuk lilitan (inductor) maka arah

kemagnetannya menjadi :

+ •

Arus meninggalkan kita

Arus menuju kita

Dilihat dari arah penampang kawat

B

i






A. Kegiatan Awal


belajar 10 menit

B. Kegiatan Inti

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menjelaskan sifat-sifat komponen resistor 160 menit2 Menjelaskan sifat-sifat komponen capasitor 135 menit3 Menjelaskan sifat-sifat komponen induktor 135 menit4 Praktek membaca nilai Resistor dan Kapasitor 70 menit


24/96-540’

C. Kegiatan Akhir

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menarik kesimpulan akhir dari konsep dasar elektronika 20 menit






No Nama Bahan Satuan Jumlah 1 Resistor Buah 5 2 Capasitor Buah 5 3 Induktor Buah 1




Budi C. Utomo

2 Jobsheet • Jobsheet Pembacaan Resistor • Jobsheet Pembacaan Kapasitor

Budi C. Utomo


VI. Penilaian

A. Bentuk Test

Test Praktek

B. Bentuk Soal


C. Soal

1. Persiapkan alat/bahan sesuai kebutuhan praktikum Pembacaan Resistor &

Kapasitor !

2. Gambarkan bentuk fisik resistor-resistor yang akan dibaca sesuai gelang-

gelang warna!

3. Bacalah nilai-nilai angka, perkalian dan toleransi dari resistor-resitor yang

telah digambar secara benar ! catat didalam data bentuk table !

4. Gambarkanlah bentuk fisik capasitor dengan harga dan pengkodeannya !

5. Catat harga kapasitor sesuai yang tercantum pada bodynya kemudian

masukkan didalam data dalam bentuk table

6. Jawablah latihan-latihan soal dan jobsheet dan buatlah laporan dengan

membuat kesimpulan umumnya


24/96-540’

D. Kunci Soal


yang diberikan

2. Resistor digambar secara proyeksi perpektif dan berwarna

3. Pembacaan harga resistor dicatat dalam bentuk penabelan yang mudah dibaca

4. Kapasitor digambar secara proyeksi perpektif dan berwarna

5. Pembacaan harga Kapasiotr dicatat dalam bentuk penabelan yang mudah

dibaca

6. Semua latihan soal dijawab dengan benar dan laporan disusun dengan

sistematika yang benar


24/96-540’

E. Penskoran .


Skor Perolehan

Bobot Keterangan

A Soal







Nilai Akhir

Keterangan:





NIP. 131472668 NIP. 510136649


36/96 – 540’








Kode :


Indikator : - Besaran-besaran yang ada dalam tahanan listrik

diidentifikasikan

- Hukum-hukum kelistrikan dasar digunakan dalam analisa

rangkaian

- Rangkaian arus searah


• Siswa menguasai hukum-hukum kelistrikan dan dapat menerapkan pada analisa

rangkaian

II. Materi Ajar

a. Hukum Ohm

Bila diantara dua tiitk kita hubungkan dengan sepotong penghantar maka arus

listrik mengalir lewat penghantar itu. Arus ini akan mendapatkan didalam

penghantar yang disebut tahanan ( R ) dan diukur dalam satuan ohm. Hal ini

menimbulkan pemikiran mengenai hubungan antara tegangan ; arus dan

tahanan. Telah ditentukan bahwa antara kedua tiitk diatas 1 volt dan tahanan

penghantar 1 ohm, maka kuat arus yang mengalir 1 ampere. Jadi tegangan 1 volt

itu ialah tinggi tegangan yang dapat mengalirkan arus 1 ampere melalui tahanan

1 ohm. Hukum ohm memperlihatkan hubungan antara tegangan arus dan tahanan

listrik. Pada setiap rangkaian listrik hukum ohm selalu berlaku.

Bunyi hukum ohm Pada setiap rangkaian listrik, tegangan adalah perkalian dari kuat arus dengan tahanan.dapat ditulis dengan rumus sbb :

V = Ι . R Ι =

RV R =

IV


36/96 – 540’

atau atau

Dimana : Ι adalah arus dengan satuan Ampere ( A )

V adalah tegangan dengan satuan Volt ( V )

R adalah tahanan dengan satuan Ohm ( Ω )

Jadi besarnya arus :

• Arus berbanding lurus dengan tegangan

• Arus berbanding terbalik dengan tahanan

b. Rangkaian Tahanan

1. Hubungan Seri Apabila tiga buah tahanan kita hubungkan berturut-turut seperti didalam gambar a, lalu kita hubungkan dengan tegangan baterai, maka arus mengalir dari baterai melalui tiga tahanan itu. Tiga buah tahanan yang dihubungkan seperti tersebut disebut : DIHUBUNGKAN DERET.

Kuat arus diseluruh bagian rangkaian deret itu sama besarnya, tidak hanya tiga tahanan saja yang dapat dihubungkan deret, tetapi rangkaian deret dapat terdiri dari dua, tiga, dan empat tahanan atau lebih.

Kalau kita ukur tegangan pada tahanan pertama ialah : U1 ; tegangan kedua ialah : U2 ; dan tegangan ketiga ialah : U3, maka ternyata bahwa jumlah ketiga tegangan itu sama dengan tegangan baterai. Jadi dalam rangkaian deret TEGANGAN JUMLAH.

Gambar a

Pada rangkaian tahanan-tahanan yang di sambung seri, besar tahanan total adalah jumlah nilai

tahanan yang disambung seri tersebut.

misal A B

R1 R2 R3

Maka :

R A−B = R1 + R2 + R3

2. Hubungan jajar (parallel)


36/96 – 540’

Beberapa pemakai alat listrik bersama-sama dihubungkan pada satu tegangan. Hubungan semacam ini disebut : HUBUNGAN JAJAR.

Semua alat listrik pada umumnya dihubungkan jajar pada tegangan yang tersedia.

Rangkaian paralel terdiri dari berbagai arus cabang. Semua arus cabang bersumber dari arus utama. Dan arus keluar kembali pada jepitan tertutup. Tegangan-tegangan pada komponen parallel mempunyai harga yang sama, sedangkan arus yang mengalir ke amsing-masing cabang tergantung besar tahanannya dan mengikuti hokum ohm.

Pada rangkaian tahanan-tahanan yang di sambung paralel

misal :

Maka :

R A−B = IR

1R

1R

1RAB 1 2 3

= + +

R3R2R1

B

A

3. Hubungan Campuran

Untuk rangkaian-rangkaian seri-paralel (campuran), tahanan-tahanan paralel harus dilihat sebagai sebuah kelompok tunggal yang seri dengan tahanan-tahanan lainnya. Berikut ini adalah cara penyelesaian rangkaian campuran :

• Rangkaian campuran 1 ( seri-paralel )

RΙ = R x RR R

1 2

1 2+

RΙΙ = 1

1R

1R

1R3 4

+ +5

R A−B = RΙ + RΙΙ + R6


36/96 – 540’

• Rangkaian campuran 2 ( paralel-seri )

RΙ = R1 + R2

RΙΙ = R3 + R4

RΙΙΙ = R5 + R6

R A−B = 11

R1

R1

RI II

+ +III






A. Kegiatan Awal


belajar 10 menit

B. Kegiatan Inti

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menjelaskan Hukum Ohm 90 menit2 Menjelaskan Rangkaian seri tahanan 60 menit3 Menjelaskan Rangkaian paralel tahanan 60 menit4 Menjelaskan Rangkaian campuran tahanan 60 menit5 Latihan soal-soal Pretest 60 menit6 Praktek Hukum Ohm 180 menit7 Praktek Rangkaian seri, parallel, & campuran Tahanan 180 menit


36/96 – 540’

C. Kegiatan Akhir

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menarik kesimpulan akhir 20 menit






No Nama Bahan Satuan Jumlah 1 Resistor Buah 5




Budi C. Utomo

2 Jobsheet • Jobsheet Hukum Ohm • Jobsheet Rangkaian kelistrikan

Budi C. Utomo


VI. Penilaian

A. Bentuk Test

Test Praktek

B. Bentuk Soal


C. Soal

1. Persiapkan alat/bahan sesuai kebutuhan praktikum Hukum Ohm dan

Rangkaian kelistrikan !

2. Perhatikan Skema rangkaian dengan teliti dan aplikasikanlah pada papan

hubung (board connector) !

3. Lakukan percobaan dengan variable yang telah ditentukan, dan isilah table

data-data pada job sheet !

4. Selesaikan praktikum dengan meja kerja kembali rapi an alat-bahan kembali

ke almari penyimpanan !

5. Lakukan analisa data !

6. Buatlah laporan dengan membuat kesimpulan umumnya

D. Kunci Soal


36/96 – 540’


yang diberikan

2. Komponen dirangkai dengan rapid an efisien di papan hubung

3. Satuan besaran dicatat dengan benar dan pembacaan data akurat

4. Ruang dan meja kerja kembali rapi seperti semua. Disipil dalam

pengembalian alat/bahan praktikum

5. Data-data yang telah diambil dari praktikum dianalisa dengan

membandingkan dengan rumus/hokum dengan hasil yang baik

6. Laporan disusun dengan sistematika yang benar


36/96 – 540’

E. Penskoran .


Skor Perolehan

Bobot Keterangan

A Soal







Nilai Akhir

Keterangan:





NIP. 131472668 NIP. 510136649


48/96 – 540’








Kode :


Indikator : - Konsep Pengisian dan Pengosongan Kondensator

diidentifikasikan

- kapasitas total dari beberapa kondensator yang dihitung

paralel

- kapasitas total dari beberapa kondensator yang dihubung deret


Siswa memahami sifat dan hantaran Kapasitor

II. Materi Ajar

Pemindahan muatan kondensator ( Pengisian dan pengosongan )

Percobaan 1.

Ketentuan-ketentuan pemindahan muatan

Pengisian : Pada pengisian suara, arus mengalir dengan waktu yang pendek, Hubungan arus diblokir kondensator.

Penyimpanan : Kondensator dapat menyimpan muatan listrik.


48/96 – 540’

Pengosongan : Pada pengosongan muatan, arus mengalir dalam waktu yang pendek dengan arah berlawanan dari semula yaitu (pada waktu pengisian muatan)

Keterangan : Pada saat tidak ada pengisian kondensator bekerja sebagaimana sebuah rangkaian tertutup ( hubung singkat : short ).

Pada saat ada pengisian kondensator bekerja sebagaimana sebuah rangkaian terbuka ( open ). Tidak ada arus yang mengalir melalui dielektrikum.

Rangkaian kondensator :

1. Rangkaian paralel ( jajar ).

Pada rangkaian paralel ( jajar ) dari kondensator dihasilkan suatu plat-plat yang

Luas permukaanya lebih besar.

akibatnya C menjadi lebih besar.

PERCOBAAN 2.

Q = Q1 + Q2 + Q3

U . C = U.C1 + U.C2 + U.C3 = U ( C1 + C2 + C3 )

C = C1 + C2 + C3

Contoh : 4 Kondensator dirangkai paralel, semuanya dihubungkan dengan tegangan sebesar 48 V.

Hitung : a). C, bila C1, = 450 nF ; C2 = 0,25 µF ; C3 = 0,171 µF dan C4 = 129 000 pF b). Jumlah muatan yang disimpan bersama.

Jawab : a). C1 = 450 µF = 450 nF

C2 = 0,25 µF = 250 nF


48/96 – 540’

C3 = 0,171 µF = 171 nF

C4 = 129 000 pF = 129 nF

C = 1000 nF = 1µF

b). Q = U . C = 48 V . 1µ AS / V = 48 µ AS = 48 µC

2. Rangkaian seri ( Deret )

Pada rangkaian seri ( deret ) dari suatu kondensator plat-plat menjadi lebih lebar jaraknya.

akibatnya C menjadi lebih kecil.

PERCOBAAN 3.

Dalam hal ini semua kondensator

sama besar yaitu : C1 = C2 = C3

Q = Q1 = Q2 = Q3

U.C = U1.C1 = U2.C2 = U3.C3


48/96 – 540’

Maksudnya : Pada kondensator tsb dengan kapasitas yang paling kecil terletak pembagian tegangan yang lebih besar daripada kondensator dengan kapasitas yang lebih besar.

- Perhatikan ketetapan tegangan

U = U1 + U2 + U3

QC

QC

QC

QC

1C

1C

1C1 2 3 1 2 3

= + + = + +⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥

1C

1C

1C

1C

C 11

C1

C1

C1 2 3

1 2

= + + → =+ +

3

Kapasitas campuran adalah lebih kecil dari pada kapasitas satu persatu yang paling kecil.

Q = 0,455 C






A. Kegiatan Awal


belajar 10 menit

B. Kegiatan Inti

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menjelaskan konsep Pengisian, Penyimpanan, dan

Pengosongan 120 menit

2 Menjelaskan Rangkaian Jajar Kapasitor 75 menit3 Menjelaskan Rangkaian Seri kapasitor 75 menit4 Tanya jawab dan latihan mengerjakan soal-soal 30 menit5 Praktikum sifat hantaran Kapasitor 120 menit6 Menyusun Laporan Praktikum sifat hantaran Kapasitor 80 menit


48/96 – 540’

C. Kegiatan Akhir

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menarik kesimpulan akhir sifat hantaran Kapasitor 20 menit






No Nama Bahan Satuan Jumlah 1 Kapasitor Buah 5 2 Kabel Jumper buah secukupnya




Budi C. Utomo

2 Jobsheet • Jobsheet sifat hantaran Kapasitor Budi C. Utomo 3 Lainnya Buku manual Trainner Pudak Scientific

VI. Penilaian

A. Bentuk Test

Test Tulis

B. Bentuk Soal

Issay

C. Soal

1. Apa yang dimaksud dengan : ( dalam hal pengisian dan pengosongan

kondensator )

a). Pengisian b). Penyimpanan c). Pengosongan

2. Lima buah kondensator masing-masing kapasitasnya : 2200 µF ; 4700 µF ;

400 µF dan 800 µF dihubungkan jajar dan tersambung pada tegangan 50 V,

Hitung : a). Kapasitas total

b). Kapasitas muatan total

3. Empat buah kondensator masing-masing kapasitasnya 1000 µF ; 2000 µF ;

500 µF dan 1500 µF. dihubungkan deret.

Hitung : Kapasitas total dari kondensator


48/96 – 540’

D. Kunci Soal

1. Istilah pada pengisian dan pengosongan kondensator

• Pengisian : Pada pengisian muatan, arus/muatan berpindah dari sumber ke

kondensator dalam waktu yang singkat. Jika muatan pada kondensator sudah

penuh, arus listrik berhenti mengalir

• Penyimpanan : Kondensator dapat menyimpan muatan listrik setelah pengisian,

selama kedua ujung elektrodanya tidak terhubung satu dengan lainnya

• Pengosongan : Jika ujung-ujung kondensator dihubungkan dengan hambatan,

muatan/ arus akan keluar/mengalir pada hambatan dan baru berhenti jika muatan

sudah kosong

2. Diketahui :

C1 = 2200 µF ; C2 = 4700 µF ; C3 = 1000 µF ; C4 = 400 µF C5 = 800 µF

; dihubung jajar ; U = 50 V

Hitung : a). C b). Q

Jawab :

a). C = C1 + C2 + C3 + C4 + C5 = 2200 + 700 + 1000 + 400 + 800

C = 9100 µF

b). Q = C . U = 9100 . 50 = 455 000 µC

Q = 0,455 C

3. Diketahui :

C1 = 1000 µF ; C2 = 2000 µF ; C3 = 500 µF ; C4 = 1000 µF; dihubung

deret

Hitung : C

Jawab :

1C= + + + = + + +

= + + + =

= =

1C

1C

1C

1C

11000

12000

1500

11500

66000

36000

126000

46000

256000

C 600025

24 F

1 2 3 4

µ


48/96 – 540’

E. Penskoran .


Skor Perolehan

Bobot Keterangan

A Soal




Nilai Akhir

Keterangan:





NIP. 131472668 NIP. 510136649


54/96 – 270’








Kode :

Kompetensi Dasar : Memahami sifat-sifat komponen elektronika aktif (1)

Indikator : - Dasar Pembentukan Dioda diidentifikasikan

- Sifat Dasar Dioda diterapkan pada rangakain sederhana

penyearah


Siswa dapat memahami dasar pembentukan Dioda Penyearah dan memahami sifat

dasar dari Dioda

II. Materi Ajar

• Dasar Pembentukan

Dasar Pembentukan Dioda Material P Material N

Gambar DiodaSebelum Difusi

+ + + + ++ + + + ++ + + + +

_ _ _ _ __ _ _ _ __ _ _ _ _

Material P Material N


+ + + + _+ + + + _+ + + + _

+ _ _ _ _+ _ _ _ _+ _ _ _ _

Lapisan Pengosongan

Anoda Katoda

AnKatoda

Gambar Simbol Dioda

• sifat dasar dari Dioda

Adapun sifat dasar dari Dioda adalah menyearahkan arus satu periode saja (lihat gambar di bawah ini)


54/96 – 270’

A K+

_

+

_

AK+

_

+

_

Input

Input

Output

Output

Dioda

Dioda Contoh Penggunaan

1. Untuk Pengaman Polaritas

+

_ _

+Dioda

Penerima Radio

2. Untuk Penyearah

220V

D

C6V

+

_






A. Kegiatan Awal


belajar 10 menit

B. Kegiatan Inti

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menjelaskan Dasar Pembentukan Dioda 30 menit2 Menjelaskan Sifat Dasar Dioda 30 menit4 Tanya jawab dan latihan mengerjakan soal-soal 30 menit5 Praktikum Dasar-dasar Dioda 90 menit6 Menyusun Laporan Praktikum sifat hantaran Kapasitor 50 menit


54/96 – 270’

C. Kegiatan Akhir

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menarik kesimpulan akhir sifat hantaran Kapasitor 20 menit






No Nama Bahan Satuan Jumlah 1 Dioda Buah 5 2 Kabel Jumper buah secukupnya




Budi C. Utomo

2 Jobsheet • Jobsheet Dasar-dasar Dioda Budi C. Utomo 3 Lainnya Buku manual Trainner Pudak Scientific

VI. Penilaian

A. Bentuk Test

Test Tulis

B. Bentuk Soal

Issay

C. Soal

1. Gambarkan dasar pembentukan dari Dioda

2. Terangkan proses dasar pembentukan Dioda

3. Gambarkan simbol dari Dioda

4. Terangkan sifat dasar dari Dioda

5. Berilah ( 2 buah ) contoh penggunaan sifat dasar dari Dioda


54/96 – 270’

D. Kunci Soal

1. Gambar Dasar Pembentukan Dioda



+ + + + ++ + + + ++ + + + +

_ _ _ _ __ _ _ _ __ _ _ _ _



+ + + + _+ + + + _+ + + + _

+ _ _ _ _+ _ _ _ _+ _ _ _ _

Lapisan Pengosongan

2. Dasar Pembentukan Dioda adalah Jika material P dan material N dihubungkan/disusun sedemikian rupa maka akan

terjadilah hubungan PN junction dan lahirlah komponen aktif yang mempunyai dua

elektroda yang diberi nama Dioda

3. Gambar simbol dari Dioda

Anoda Katoda

AnKatoda

4. Sifat dasar Dioda menyearahkan arus hanya satu periode saja.

A K+

_

+

_

AK+

_

+

_

Input

Input

Output

Output

Dioda

Dioda

5. Contoh Penggunaan

+

_ _

+Dioda

Penerima Radio

220V

D

C6V

+

_


54/96 – 270’

E. Penskoran .


Skor Perolehan

Bobot Keterangan

A Soal






Nilai Akhir

Keterangan:





NIP. 131472668 NIP. 510136649


56/96 – 90’








Kode :

Kompetensi Dasar : Menggambar karakteristik komponen elektronika (1)

Indikator : - Rangkaian catu forward dari dioda digambar dan dirangkai

dengan benar

- Rangkaian catu reverse dari dioda digambar dan dirangkai

dengan benar

- Sifat listrik (karakteristik) dari dioda digambar dan diuji coba


Siswa dapat memahami sifat listrik dari dioda

II. Materi Ajar

Sifat Listrik dari Dioda kasar

halus

V

AVR50KΩ

VR50KΩ

470Ω

20V

1N4002+-

Gambar 1. rangkaian dioda catu maju (forward bias)


56/96 – 90’

50

40

30

20

10

1V 2V 3V 4V

forwardbias

aliran forward( mA )

daerah tembusforward

0.7 V

Arus reverse

reversebias

B

Gambar 2. kurva sifat listrik (karakteristik) dioda catu maju (forward bias)

kasarhalus

V

AVR50KΩ

VR50KΩ

470Ω

20V1N4002

+

-

Gambar 3. rangkaian dioda catu mundur (reverse bias)

500

1000

1500

Arus reverse (mA)

4060120Forward b ias

Arus forward

Reverse bias

D

daerahtembusreverse

Gambar 4. Kurva sifat listrik ( karakteristik ) dioda dicatu mundur ( reverse bias )


56/96 – 90’

500

1000

1500

Arus reverse (mA)

4060120Forward bias (V)

Arus forward (mA)

Reverse bias (V)

D

daerahtembusreverse

10

20

30

40

50

1V 2V 3V


0,7V

Gambar 5. Sifat listrik ( karakteristik ) dioda secara lengkap






A. Kegiatan Awal


belajar 10 menit

B. Kegiatan Inti

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menjelaskan Rangkaian Forward dan reverse Bias Dioda 30 menit2 Menjelaskan Karakteristik Dioda 30 menit

C. Kegiatan Akhir

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menarik kesimpulan Karakteristik Dioda 10 menit


56/96 – 90’






No Nama Bahan Satuan Jumlah 1 Dioda Buah 5 2 Kabel Jumper buah secukupnya




Budi C. Utomo

2 Jobsheet • Jobsheet Dasar-dasar Dioda Budi C. Utomo 3 Lainnya Buku manual Trainner Pudak Scientific

VI. Penilaian

A. Bentuk Test

Test Tulis

B. Bentuk Soal

Issay

C. Soal

1. Berapakah tegangan cut in ( tegangan patah ) dari dioda penyearah ( silikon )

2. Gambarkan secara lengkap karakteristik dari dioda penyearah ( silikon )

3. Gambarkan rangkaian dioda catu maju ( forward bias )

4. Gambarkan rangkaian dioda catu mundur ( reverse bias )

D. Kunci Soal

1. Tegangan cut in ( tegangan patah ) dari dioda penyearah ( silikon ) = 0,7 Volt.

2. Gambar lengkap dari karakteristik dari dioda penyearah ( silikon ) sebagai berikut :


56/96 – 90’

500

1000

1500

Arus reverse (mA)

4060120Forward bias (V)

Arus forward (mA)

Reverse bias (V)

D

daerahtembusreverse

10

20

30

40

50

1V 2V 3V


0,7V

3. Gambar rangkaian dioda catu maju ( forward bias ) sebagai berikut :

kasarhalus

V

AVR50KΩ

VR50KΩ

470Ω

20V

1N4002+

-

4. Gambar rangkaian dioda catu mundur ( reverse bias ) sebagai berikut :

kasarhalus

V

AVR50KΩ

VR50KΩ

470Ω

20V1N4002

+

-


56/96 – 90’

E. Penskoran .


Skor Perolehan

Bobot Keterangan

A Soal





Nilai Akhir

Keterangan:





NIP. 131472668 NIP. 510136649


62/96 – 270’








Kode :

Kompetensi Dasar : Memahami sifat-sifat komponen elektronika aktif (2)

Indikator : - Pembentukan Dioda Zener diidentifikasi

- Sifat Dasar Dioda Zener diidentifikasi

- Harga Batas Dioda Zener


• Siswa memahami sifat dasar pembentukan, sifat dasar, harga batas Dioda Zener

II. Materi Ajar

Semua dioda prinsip kerjanya adalah sebagai peyearah, tetapi karena proses

pembuatan, bahan dan penerapannya yang berbeda beda, maka nama-namanya juga

berbeda. Secara garis besar komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi

konduktor adalah ringkas (kecil-kecil atau sangat kecil). Maka hampir-hampir kita

tidak bisa membedakan satu sama lainnya. Hal ini sangat penting untuk mengetahui

kode-kode atau tanda-tanda komponen tersebut.

• Bahan dasar

Bahan dasar pembutan komponen dioda zener adalah silikon yang mempunyai sifat

lebih tahan panas, oleh karena itu sering digunakan untuk komponen-komponen

elektronika yang berdaya tinggi. Elektron-elektron yang terletak pada orbit paling

luar (lintasan valensi) sangat kuat terikat dengan intinya (proton) sehingga sama

sekali tidak mungkin elektron-elektron tersebut melepaskan diri dari intinya

• Dasar pembentukan junction pn

Pembentukan dioda bisa dilaksanakan dengan cara point kontak dan junction. Namun dalam pembahasan ini fokus pembahasan materi diarahkan pada cara junction.


62/96 – 270’

Pengertian junction (pertemuan) adalah daerah dimana tipe p dan tipe n bertemu, dan

dioda junction adalah nama lain untuk kristal pn (kata dioda adalah pendekan dari

dua elektroda dimana di berarti dua). Untuk lebih jelasnya lihat gambar dibawah ini. p n

+ + + ++ + + ++ + + +

_ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _

Sisi p mempunyai banyak hole dan sisi n banyak elektron pita konduksi. Agar tidak

membingungkan, pembawa minoritas tidak ditunjukkan, tetapi camkanlah bahwa

ada beberapa elektron pita konduksi pada sisi p dan sedikit hole pada sisi n.

Elektron pada sisi n cenderung untuk berdifusi kesegala arah, beberapa berdifusi

melalui junction. Jika elektron masuk daerah p, ia akan merupakan pembawa

minoritas, dengan banyaknya hole disekitarnya, pembawa minoritas ini mempunyai

umur hidup yang singkat, segera setelah memasuki daerah p, elektron akan jatuh

kedalam hole. Jika ini terjadi, hole lenyap dan elektron pita konduksi menjadi

elektron valensi. Setiap kali elektron berdifusi melalui junction ia menciptakan

sepasang ion, untuk lebih jelasnya lihat gambar dibawah ini :

p n

+ + + + + + + + +

_ _ _ _ _ _ _ _ _

Lapisan Pengosongan

___

+++

Tanda positip berlingkaran menandakan ion positip dan taanda negatip berlingkaran

menandakan ion negatip. Ion tetap dalam struktur kristal karena ikatan kovalen dan

tidak dapat berkeliling seperti elektron pita konduksi ataupun hole. Tiap pasang ion

positip dan negatip disebut dipole, penciptaan dipole berarti satu elektron pita

konduksi dan satu hole telah dikeluarkan dari sirkulasi.

Jika terbentuk sejumlah dipole, daerah dekat junction dikosongkan dari muatan-

muatan yang bergerak, kita sebut daerah yang kosong muatan ini dengan lapisan

pengosongan (depletion layer)

• Potensial Barier

Tiap dipole mempunyai medan listrik, anak panah menunjukkan arah gaya pada

muatan positip. Oleh sebab itu jika elektron memasuki lapisan pengosongan, medan

mencoba mendorong elektron kembali kedalam daerah n. Kekuatan medan

bertambah dengan berpindahnya tiap elektron sampai akhirnya medan menghentikan

difusi elektron yang melewati junction.

Untuk pendekatan kedua kita perlu memasukkan pembawa minoritas. Ingat sisi p

mempunyai beberapa elektron pita konduksi yang dihasilkan secara thermal. Mereka

yang didalam pengosongan didorong oleh medan kedalam daerah n. Hal ini sedikit


62/96 – 270’

mengurangi kekuatan medan dan membiarkan beberapa pembawa mayoritas

berdifusi dari kanan kakiri untuk mengembalikan medan pada kekuatannya semula.

Inilah gambaran terakhir dari kesamaan pada junction :

___

+++

Lapisan Pengosongan

1. Beberapa pembawa minoritas bergeser melewati junction, mereka akan

mengurangi medan yang menerimanya

2. Beberapa pembawa mayoritas berdifusi melewati junction dan

mengembalikan medan pada harga semula

Adanya medan diantara ion adalah ekuivalen dengan perbedaan potensial yang

disebut potensial barier, potensial barier kira-kira sama dengan 0,3 V untuk

germanium dan 0,7 V untuk silikon.

A K

A K

(a) Simbol (b) Contoh Konstruksi

A K

+_

(c) Cara pemberian tegangan

• Dioda zener dalam kondisi forward bias Dioda zener berbeda dengan dioda penyearah, dioda zener dirancang untuk

beroperasi dengan tegangan muka terbalik (reverse bias) pada tegangan

tembusnya,biasa disebut “break down diode”

Jadi katoda-katoda selalu diberi tegangan yang lebih positif terhadap anoda dengan

mengatur tingkat dopping, pabrik dapat menghasilkan dioda zener dengan tegangan

break down kira-kira dari 2V sampai 200V.

Dalam kondisi forward bias dioda zener akan dibias sebagai berikut: kaki katoda

diberi tegangan lebih negatif terhadap anoda atau anoda diberi tegangan lebih positif

terhadap katoda seperti gambar berikut,


62/96 – 270’

G

RX

ZDA

K

+

_

Dalam kondisi demikian dioda zener akan berfungsi sama halnya dioda penyearah dan mulai aktif setelah mencapai tegangan barier yaitu 0,7V.

Disaat kondisi demikian tahanan dioda (Rz) kecil sekali .

Sedangkan konduktansi (∆

∆

I

U) besar sekali, karena tegangan maju akan

menyempitkan depletion layer (daerah perpindahan muatan) sehingga perlawanannya menjadi kecil dan mengakibatkan adanya aliran elektron. Untuk lebih jelasnya lihat gambar dibawah ini.

NP

___

+++

depletion layer

G+ _

A K

ada aliranelektron

• Dioda zener dalam kondisi Reverse bias

Dalam kondisi reverse bias dioda zener kaki katoda selalu diberi tegangan yang lebih

positif terhadap anoda,

G

RX

ZDK

A

+

_

Jika tegangan yang dikenakan mencapai nilai breakdown, pembawa minoritas

lapisan pengosongan dipercepat sehingga mencapai kecepatan yang cukup tinggi

untuk mengeluarkan elektron valensi dari orbit terluar. Elektron yang baru

dibebaskan kemudian dapat menambah kecepatan cukup tinggi untuk membebaskan

elektron valensi yang lain. Dengan cara ini kita memperoleh longsoran elektron

bebas. Longsoran terjadi untuk tegangan reverse yang lebih besar dari 6V atau lebih.

Efek zener berbeda-beda bila dioda di-doping banyak, lapisan pengosongan amat

sempit. Oleh karena itu medan listrik pada lapisan pengosongan amat kuat. Jika kuat

medan mencapai kira-kira 300.000 V persentimeter, medan cukup kuat untuk

menarik elektron keluar dari orbit valensi. Penciptaan elektron bebas dengan cara ini

disebut breakdown zener.

Efek zener dominan pada tegangan breakdown kurang dari 4 V, efek longsoran

dominan pada tegangan breakdown yang lebih besar dari 6 V, dan kedua efek


62/96 – 270’

tersebut ada antara 4 dan 6 V. Pada mulanya orang mengira bahwa efek zener

merupakan satu-satunya mekanisme breakdown dalam dioda. Oleh karenanya, nama

“dioda zener” sangat luas digunakan sebelum efek longsoran ditemukan. Semua

dioda yang dioptimumkan bekerja pada daerah breakdown oleh karenanya tetap

disebut dioda zener.

G +_

A K

NP___

+++

arus bocor

Didaerah reverse mulai aktif, bila tegangan dioda (negatif) sama dengan tegangan

zener dioda,atau dapat

dikatakan bahwa didalam daerah aktif reverse (∆

∆

I

U) konduktansi besar sekali dan

sebelum aktif (∆

∆

I

U) konduktansi kecil sekali.

• Karakteristik Dioda zener

Jika digambarkan kurva karakteristik dioda zener dalam kondisi forward bias dan

reverse bias adalah sebagai berikut.

I forward ( mA )

forward ( v )Reverse ( V )

daerah tegangan

linier

tembus

titik tegangan

I reverse

• harga batas

Harga batas yang di maksud dalam pembahasan ini adalah suatu keterangan

tentang data-data komponen dioda zener yang harus di penuhi dan tidak boleh

dilampaui batas maximumnya dan tidak boleh berkurang jauh dari batas

minimumnya.

Adapaun harga batas tersebut memuat antara lain keterangan tentang tegangan

break down ( Uz ) arus maximumnya dioda zener ( Iz ) tahanan dalam dioda zener


62/96 – 270’

( Rd ). Semua harga komponen yang terpasang pada dasarnya akan mempunyai 2

kondisi yaitu :

1. Kondisi normal , sesuai dengan ketentuannya

2. Kondisi tidak normal , tidak sesuai dengan ketentuannya.

a. Mungkin kurang dari ketentuannya

b. Mungkin melebihi ketentuannya

Untuk alasan itu semua, maka kita perlu sekali memperhatikan data-data yang ada

untuk setiap jenis komponen agar komponen yang digunakan sesuai dengan yang

diharapkan yaitu bisa bekerja baik dan tahan lama . Kondisi yang demikian

dinamakan kondisi yang normal namun kondisi yang tidak normal adalah suatu

kondisi yang perlu mendapatkan perhatian.

Oleh karena itu kita perlu mempelajari harga batas dioda zener , agar kita dapat

mengoperasikan komponen sesuai dengan data yang dimiliki . Sebab kondisi yang

tidak normal terutama kondisi dimana komopenen diberi tegangan melebihi batas

maximumnya , maka komponen tersebut dapat rusak maka hal ini perlu sekali di

antisipasi sehingga tidak akan terjadi kerusakan komponen akibat kesalahan

pemberian bias. Maka di sarankan setiap pemakai komponen sebelum merangkai

harap melihat data karakteristiknya seperti yang terlampir pada lembar informasi






A. Kegiatan Awal


belajar 10 menit

B. Kegiatan Inti

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menjelaskan dasar-dasar pembentukan dioda Zener 60 menit2 Menjelaskan sifat-sifat dasar Dioda zener 60 menit3 Menjelaskan Harga batas Dioda zener 30 menit4 Praktikum Dasar-dasar Dioda zener 90 menit

C. Kegiatan Akhir

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menarik kesimpulan tentang Dioda Zener 20 menit


62/96 – 270’






No Nama Bahan Satuan Jumlah 1 Dioda Zener Buah 5 2 Kabel Jumper buah secukupnya




Budi C. Utomo

2 Jobsheet • Jobsheet Dasar-dasar Dioda Zener

Budi C. Utomo


VI. Penilaian

A. Bentuk Test

Test Tulis

B. Bentuk Soal

Issay

C. Soal

1. Elektron valensi adalah elektron yang terletak pada ....................

2. Daerah pertemuan (junction) antara kedua lapisan P-N disebut ..................

3. Dioda zener adalah dioda yang beroperasi dengan tegangan ..............

4. Sifat istimewa dioda zener adalah dapat menghantar walau dalam keadaan

reverse yang rendah saja.Sifat ini dinamakan ?

5. Perbedaan yang menyolok antara dioda silikon dan dioda zener antara lain

dalam hal ..............

6. Dioda zener dalam kondisi forward bias akan mempunyai sifat ...........

7. Dioda zener bila dibias dalam kondisi Reverse bias akan ...............

8. Jelaskan perlunya mengetahui harga batas komponen Dioda Zener

9. elaskan apa yang terjadi jika komponen dioda zener di bias dibawah tegangan

kerja

10. Jelaskan apa yang terjadi jika komponen dioda zener di bias diatas batas

tegangan kerja

D. Kunci Soal

1. Elektron valensi adalah elektron yang terletak pada ..orbit paling luar..


62/96 – 270’

2. Daerah pertemuan (junction) antara kedua lapisan P-N disebut ..daerah

deplesi..

3. Dioda zener adalah dioda yang beroperasi dengan tegangan ..reverse.

4. Sifat istimewa dioda zener adalah dapat menghantar walau dalam keadaan

reverse yang rendah saja. Sifat ini dinamakan ..efek zener.

5. Perbedaan yang menyolok antara dioda silikon dan dioda zener antara lain

dalam hal ..pemberian tegangan.

6. Dioda zener dalam kondisi forward bias akan mempunyai sifat ..sama

seperti dioda penyearah dan mulai aktif setelah tegangan bariernya

7. Dioda zener bila dibias dalam kondisi Reverse bias akan ..menghantarkan

arus setelah menerima tegangan bias sebesar atau lebih dari tegangan

breakdownnya dan akan selalu tetap walaupun tegangan panjarnya naik

terus

8. Agar kita dapat mengoperasikan komponen dioda zener dengan benar

9. Yang terjadi komponen dioda zener tidak bekerja normal tetapi komponen

tidak mengalami kerusakan

10. Yang terjadi komponen dioda zener tidak bekerja normal , tetapi komponen

bisa mengalami kerusakan


62/96 – 270’

E. Penskoran .


Skor Perolehan

Bobot Keterangan

A Soal










10. menjawab sesuai kunci jawaban

2

Nilai Akhir

Keterangan:





NIP. 131472668 NIP. 510136649


64/96 – 90’








Kode :

Kompetensi Dasar : Menggambar karakteristik komponen elektronika (2)

Indikator : - Sifat Listrik Dioda Zener diidentifikasi


• Siswa dapat menjelaskan sifat listrik dioda zener

II. Materi Ajar

• Tegangan Breakdown dan Rating Daya

Gambar 1 menunjukkan kurva tegangan dioda zener . Abaikan arus yang mengalir

hingga kita mencapai tegangan breakdown Uz . Pada dioda zener , breakdown

mempunyai lekukan yang sangat tajam, diikuti dengan kenaikan arus yang hampir

vertikal.Perhatikanlah bahwa tegangan kira-kira konstan sama dengan UZ pada arus

test IZT tertentu di atas lekukan (lihat Gambar 1 ) .

Dissipasi daya dioda zener sama dengan perkalian tegangan dan arusnya , yaitu :

PZ Z Z= U I

Misalkan, jika UZ = 12 dan IZ = 10 mA,

PZ = 1,2 0,01 = 0,12 W×

Selama PZ kurang daripada rating daya PZ(max), dioda zener tidak akan rusak. Dioda

zener yang ada di pasaran mempunyai rating daya dari 1/4 W sampai lebih dari 50 W

.

Lembar data kerap kali menspesifikasikan arus maksimum dioda zener yang dapat

ditangani tanpa melampaui rating dayanya . Arus maksimum diberi tanda IZM (lihat

Gambar 1 . Hubungan antara IZM dan rating daya adalah :

IP

VZM

Z

Z =

( )max


64/96 – 90’

UzU

Iz

Iz

T

M Gambar 1. Kurva Tegangan Dioda Zener

• Impendansi Zener

ika dioda zener bekerja dalam daerah breakdown, dengan tambahan tegangan sedikit

menghasilkan pertambahan arus yang besar. Ini menandakan bahwa dioda zener

mempunyai impedansi yang kecil. Kita dapat menghitung impedansi dengan cara :

ZZi

= u∆

∆

Sebagai contoh, jika kurva menunjukkan perubahan 80 mV dan 20 mA, impedansi

zener adalah :

ZZ = 0,080,02

= 4 Ω

Lembar data menspesifikasikan impedansi zener pada arus tes yang sama di gunakan

untuk UZ . Impedansi zener pada arus tes ini diberi tanda ZZT. Misalnya, 1N3020

mempunyai UZ 10 V dan

ZZT = 7Ω untuk IZT = 25 mA

• Koefisien Suhu

Koefisien suhu TC adalah perubahan (dalam persen ) tegangan zener per derajad

Celcius.

Jika UZ = 10 V pada 250 C dan TC = 0,1%, maka

UZ = 10 V (250C)

UZ = 10,01 (260C)

UZ = 10,02 V (270C)

UZ = 10,03 V (280C)

dan seterusnya .

Dalam rumus, perubahan tegangan zener adalah :

∆ ∆U = T UZ C T Z× × Diketahui TC = 0,004% dan U = 15V pada 250C, perubahan tegangan zener dari 250C

sampai 1000C adalah

∆ U = 0,004 (10 ) (100 - 25) 15 = 0,045 V-2Z

Oleh sebab itu, pada 1000C, UZ = 15,045 V


64/96 – 90’

• Pendekatan Zener

Untuk semua analisa pendahuluan, kita dapat melakukan pendekatan daerah

breakdown sebagai garis vertikal. Ini berarti tegangannya konstan walaupun arus

berubah. Gambar 2 menunjukkan pendekatan ideal suatu dioda zener. Pada

pendekatan pertama, dioda zener yang bekerja dalam daerah ekuivalen dengan batere

UZ volt. IZ IZ

+

__+

IZ IZ

UZ

ZZ +

_UZUZ

(a) (b)

Gambar 2

Untuk memperbaiki analisa, kita memperhitungkan kemiringan dari daerah breakdown. Daerah breakdown tidak benar-benar vertikal, tetapi ada impedansi zener yang kecil. Gambar 2 menunjukkan pendekatan kedua dari dioda zener. Karena impedansi zener, tegangan zener total UZ adalah :

= U + IΛU ZZ Z Z Z CONTOH 1 Dioda zener pada Gambar 3 mempunyai UZ = 10 V dan ZZT = 7 Ω. Tentukan harga

UOUT dengan pendekatan ideal. Juga hitung minimum dan maksimum arus zener

+

_

+

_20 - 40V

820Ω

IZ 10V+

_20 - 40V

820Ω

IZ 10V

+

_

Uout

(a) (b)

+

_ +

_

20 - 40V

820Ω

IZ

10V

7Ω

(c)

Gambar 3

PENYELESAIAN

Tegangan yang dikenakan (20 sampai 40 V) selalu lebih besar dari tegangan

breakdown dioda zener. Oleh sebab itu, kita dapat membayangkan dioda zener

seperti batere dalam Gambar 3b. Tegangan outputnya adalah :

U OUt Z= U = 10 V

Tak peduli berapa harga tegangan sumber antara 20dan 40 V, tegangan output selalu

pada 10 V. Jika tegangan sumber 20 V, tegangan pada resistor pembatas-seri adalah

10 V , jika tegangan sumber 40 V, tegangan pada resistor pembatas-seri adalah 30 V.


64/96 – 90’

Oleh sebab itu, setiap perubahan tegangan sumber, muncul pada resistor pembatas-

seri. Tegangan output secara ideal konstan .

Arus zener minimum IZ(min) terjadi pada tegangan sumber minimum. Dengan

hukum Ohm .

IU U

RZ

IN Z(min)

min =

) - =

20 - 10

820 = 12,2 mA

(

Arus zener maksimum terjadi jika tegangan sumber maksimum :

IR

Z(max) = U - U

= 40 - 10

820 = 36,6 mA

IN( max) Z

CONTOH 2

Gunakan pendekatan kedua untuk menghitung tegangan output minimum dan

maksimum pada Gambar 3a

PENYELESAIAN

Contoh 2 memberikan ZZT = 7 Ω. Walaupun hal ini hanya benar pada arus tertentu,

ZZT merupakan pendekatan yang baik untuk ZZ di mana saja dalam breakdown .

Kita dapatkan IZ(min) = 12,2 mA dan IZ(Mak) = 36,6 mA. Jika arus ini mengalir melalui

dioda zener pada Gambar 3c, tegangan minimum dan maksimumnya adalah :

UOUT MIN Z Z MIN( ) U + I Z

= 10 + 0,0122(7) = 10,09 V

( ) Z≅

dan

UOUT Z Z ZU + I Z

= 10 + 0,0366(7) = 10,26 V

( )≅ max

Yang penting dari contoh ini adalah untuk menggambarkan regulasi tegangan

(menjaga tegangan otput konstan). Di sini kita mempunyai sumber yang berubah dari

20 sampai 40 V, perubahan 100%. Tegangan output berubah dari 10,09 sampai 10,26

V, perubahan 1,7%. Dioda zener telah mengurangi perubahan input 100% menjadi

perubahan output hanya 1,7%. Regulasi tegangan merupakan penggunaan utama dari

dioda zener






A. Kegiatan Awal


belajar 10 menit


64/96 – 90’

B. Kegiatan Inti

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menjelaskan Tegangan Breakdown dan Rating Daya 30 menit2 Menjelaskan Impendansi Zener & Koefisien suhu 30 menit

C. Kegiatan Akhir

No Uraian Kegiatan waktu 1 Menarik kesimpulan tentang sifat listrik Dioda Zener 10 menit






No Nama Bahan Satuan Jumlah 1 Dioda Zener Buah 5 2 Kabel Jumper buah secukupnya




Budi C. Utomo

2 Jobsheet • Jobsheet Dasar-dasar Dioda Zener

Budi C. Utomo


VI. Penilaian

A. Bentuk Test

Test Tulis

B. Bentuk Soal

Issay

C. Soal

1. Di ketahui dioda zener bertegangan 15 V dan arusnya 20 mA, tentukan

dissipasi dayanya ?

2. Di ketahui jika dioda zener mempunyai rating daya 5 watt dan tegangan

zener 20 V berapakah IZM ?

3. Dalam daerah breakdown dioda zener , perubahan 15 mV menghasilkan

perubahan 2 mA. berapakah impedansi zener ?


64/96 – 90’

4. Di ketahui tegangan breakdown (UZ) = 18 V dan impedansi zener (ZZT) = 12

Ω jika arus yang mengalir pada zener 10 mA . Berapakah tegangan total

dioda zener tersebut ?

D. Kunci Soal

1.

PZ = U . I

= 15 V . 0,02 A

= 0,3 w

Z Z

2. I

PZM

Z

UZ =

5 W

20 V 0,25 W

=

=

3. ZZ =

U

i

15 mV

2 mA 7,5

∆

∆

Ω

=

=

4. UZ = U + I . Z

= 18 + (0,01 . 12 )

= 18 + 0,12

= 18,12 V

Z Z Z

Ω


64/96 – 90’

E. Penskoran .


Skor Perolehan

Bobot Keterangan

A Soal





Nilai Akhir

Keterangan:





NIP. 131472668 NIP. 510136649


rpp produktif titl x

Documents