Manusia yang tak pernah bisa sempurna, karna sempurna hanya milik Allah SWT dan merk rokok
Minggu, 31 Januari 2016
Sabtu, 30 Januari 2016
Pengatar Lingkungan (Tugas Jurnal)
Jurnal 1 Indonesia (Kementerian Riset Dan Teknologi)
https://id.scribd.com/doc/297267057/JURNAL-1
Jurnal 2 Internasional
https://id.scribd.com/doc/297268015/JURNAL-2-Internasional
Analisis Jurnal 1 dan Jurnal 2
Jumat, 29 Januari 2016
bahan-bahan semikonduktor
SEMIKONDUKTOR
Pengertian Dasar
Semikonduktor adalah sesuai
dengan namanya (setengah penghantar) mempunyai daya hantar yang besarnya antara
harga daya hantar konduktor dan daya hantar isolator.
·
Sifat
Semikonduktor dipengaruhi oleh :
–
Susunan pita
konduksi bahan
–
Susunan pita
valensi bahan
- Perbandingan
celah energi dengan bahan lain
·
Bahan
Semikonduktor yang sering
dipakai di dunia elektronika adalah dari bahan :
–
Germanium (Ge)
–
Silikon (Si)
·
Jenis
Semikonduktor :
o Intrinsik
o Ekstrinsik
Semikonduktor
instriksik adalah timbulnya konduksi
pada bahan-bahan tersebut disebabkan oleh proses intrinsik (karena ernergi
termal) dari bahan dan tanpa adanya pengaruh bahan tambahan.
Semikonduktor
ekstrinsik adalah dengan megotori
bahan-bahan (Ge, Si) dengan bahan lain mislkan arsenikum (As), boron (B)
Doping adalah proses penyuntikan bahan tambahan terhadap
semikonduktor murni.
·
Dari hasil
doping diperoleh bahan Semikonduktor dua tipe :
–
Tipe P
–
Tipe N
·
Tipe P adalah
bahan semikonduktor murni yang mendapat tambahan bahan B (Boron), Al
(Aluminium), Ga (Galium), In (Indium)
·
Tipe N adalah
bahan semikonduktor murni yang mendapat tambahan bahan P (Phospor), As (Arsen),
At (Antimon).
PEMBAWA MUATAN.
Pembawa muatan
semikonduktor ada dua macam :
–
Hole (Lubang)
–
Elektron
Hole maksudnya adalah jika
semikonduktor murni Ge yang mempunyai 4 elektron di kulit terluarnya
mendapatkan doping dari bahan lain 3 elektron bebas sehingga kristal Ge
kekurangan 1 elektron (mempunyai hole) Elektron maksudnya adalah jika
semikonduktor murni Ge yang mempunyai 4 leketron bebas di kulit terluarnya
mendapatkan doping dari bahan lain 5 elektron bebas sehingga kristal Ge
kelebihan 1elektron.
Atom Akseptor adalah bahan
semikonduktor yang ditambahkan pada Ge yang menimbulkan kekurangan elektron
(menimbulkan hole). Contoh atom akseptor
adalah atom dari Boron, aluminium, gallium, indium. Letak atom akseptor pada
celah energi lebih dekat pada vita valensi
Atom Donor adalah bahan
semikonduktor yang ditambahkan pada Ge yang menimbulkan kelebihan elektron. Contoh
atom donor adalah phospor, arsen, antimon
Letak atom donor pada celah energi lebih dekat pada pita konduksi Bahan
jenis P adalah bahan yang banyak mendung hole sedangkan elektron bebasnya
sedikit sehingga hole merupakan pembawa mayoritas dan elektron pembawa muatan
minoritas. Bahan jenis P ini berlaku sebagai akseptor.
Bahan jenis N adalah bahan
yang banyak mendung elektron bebas sehingga elektron bebas sebagai pembawa
muatan mayoritas dan hole sebagai pembawa mutan minoritas. Bahan jenis N inilah
sebagai donor.
Sambungan PN (PN Junction)
Jika jenis P dan jenis N
disambungkan menjadi satu maka akan menjadi dioda (diode). Untuk bahan jenis P disebut anoda
(anode), sedangkan untuk bahan jenis N disebut katoda (katode).
Pada sambungan PN
bertegangan, elektron dan hole yang terletak dekat sambungan saling menarik dan
bergabung sehingga timbul tegangan oleh minoritas hole pada bahan jenis N dan
minoritas elektron pada bahan jenis P, sehingga seakan-akan terdapat baterai
dengan tegangan kecil yang polaritasnya berbeda dengan polaritas tegangan
sumber.
Tegangan yang timbul ini disebut dengan potensial
barier (tegangan penghalang).
Tegangan barier ini akan mengakibatkan aliran dan
perpindahan muatan mayoritas akan berhenti jikalau tegangan maju (foreward)
tidak cukup besar.
Tegangan Maju (Foreward Bias).
Apabila
sambungan PN dipasang tegangan luar yang polaritasnya berbeda dengan potensial
barier akan terjadi dua akibat penting :
Pertama,
dengan adanya tegangan luar tersebut tegangan (+) akan menolak hoe pada bahan
jenis P ke arah sambungan (junction) sementara muatan (-) juga akan menolak
elektron ke arah sambungan.
Kedua, selanjutnya potensial
barier pada sambungan akan dinetralkan. Akibat pembawa muatan mayoritas dapat
menembus sambungan dan akan menimbulkan aliran arus.
Tegangan Terbalik (Reverse Bias)
Dengan
membalik polaritas tegangan luar sehingga searah dengan potensial barier maka
hal ini akan menyebabkan bertambahnya pengaruh dari potensial barier. Pembawa muatan mayoritas akan semakin sulit
untuk menembus sambungan.
Walaupun
pembawa muatan mayoritas tidak dapat mengalir akibat adanya tegangan mundur
tadi, tegangan mumdur akan menyrbabkan muatan minoritas menembus sambungan.
Dengan adanya tegangan mundur, pembawa muatan mayoritas akan tertarik menjauhi
sambungan sehingga potensial barier semakin besar.
Tegangan Barier untuk dioda ada dua macam :
–
0,6 V untuk
dioda yang terbuat dari bahan Silikon
–
0,2 V untuk
dioda yang terbuat dari bahan Germanium
Karakteristik Arus Tegangan Dioda Semikonduktor ada
dua macam :
Karektristik
Maju
Karakteristik maju diperoleh
dengan memberikan catu maju mulai dari tegangan sebesar 0 V pada sebuah dioda.
Pada tegangan 0 V arus yang mengalir realtif kecil karena adanya potensial
barier. Setalah tegangan barier dapat dilewati maka arus yang mengalir akan
bertambah dengan cepat seiring dengan naiknya tegangan luar.
Karakteristik Terbalik.
Karakteristik terbalik
diperoleh dengan memasangkan tegangan luar terbalik pada dioda, pembawa muatan
mayoritas tidak akan mengalir dan hanya pembawa muatan minoritas yang akan
mengalir. Dengan memperbesar tegangan reverse, mulai dari 0 V, arus reverse yang
terjadi akhirnya akan mencapai tingkat kejenuhan stelah melalui tegangan
tembusnya.
Kalau tegangan terbalik
dinaikkan terus secara beransur-ansur, arus bocor akan naik dengan sangat
lambat. Pada suatu harga tegangan –7 V (Si) arus naik dengan cepat. Pada saat
itu dicapai tegangan tembus atau tegangan zener (breakdown voltage).
Tegangan Bocor untuk dioda :
–
Dioda germanium
arus bocor berada diantara 2 s/d 10 mikro Ampere.
–
Dioda silikon
arus bocor berada diantara 20 s/d 100 nano Ampere.
Tahanan Dioda :
Jika dioda diberi tegangan
maju akan mengalirkan arus dari anoda ke katoda yang besar, berarti bahwa
tahanan arus yang mengalir dari anoda ke katoda adalah kecil.
Jika dioda diberi tegangan
terbalik maka arus yang menglir dari katoda ke anoda sangat kecil, ini berarti
bahwa tahanan terbalik dioda besar sekali.
Komponen-kompone yang terbuat dari Semikonduktor :
Dioda Zener adalah dioda
yang bekerja pada daerah zener (dapat melakukan arus yang berubah-ubah pada
suatu tegangan tertentu). Gunanya untuk membuat tegangan pada suatu rangkaian
sehingga menjadi tetap (stabil).
Dioda Cahaya (Light Emitting
Diode = LED) adalah suatu jenis dioda yang apabila diberi tegangan maju akan
menimbulkan cahaya pada sambungan PN-nya.
Diode Fote (Photo dioda)
adalah suatu jenis dioda yang tahanan terbaliknya berubah-ubah tergantung
kuatnya cahaya yang ada pada.
Transistor adalah
semikonduktor yang terbuat dari bahan P-N-P dan N-P-N, dan bisa juga terbuat
dari dua dioda –PN – NP -- dan --
NP—PN—
SUPERKONDUKTOR
Adalah bahan yang pada suhu
tertentu (sangat rendah) tahanannya mendekati nol sehingga apabila dialiri arus
listrik , maka arus akan terus mengalir dengan tidak usah ditambah tenaga
lagi.
Dr. Palmer N. Peters ahli fisika antariksa NASA tahun
1998 dalam percobaannya :
Jika superkonduktor di bawah pengaruh medan magnet
ternyata megambang di udara (efek suspensi)
Jika besi mangetnya dalam posisi bebas berada di dekat
superkonduktor besi magnet juga dapat mengambang di udara (efek levitasi)
Penemuan superkonduktor merupakan perkembangan ilmu
fisika modern yaitu Kriogenik (Criogenics) adalah salah suatu cabang ilmu pengetahuan, khususnya
fisika, yang mempelajari kelakuan zat-zat atau bahan-bahan dalam keadaan suhu
yang sangat rendah.
Davy, Faraday, Boyle, dan Lord Kelvin berhasil
merusmuskan hukum alam, yaitu bahwa hampir semua gas akan naik temeperaturnya
bila dimampatkan, serta akan turun suhunya bila dimuaikan.
Tahun 1885 dua ilmuwan Polandia, Karol S. Olszewski
dan Z. Von Wrolewski, berhasil mencairkan udara. Dua puluh tahun kemudian
berhasil dirumuskan bahwa suatu gas kecuali helium akan berwujud pada dalam
temperatur nol derajat mutlak (-273,16 oC atau 4,26 oK).
Superfluida adalah peristiwa dimana pada suhu 2,2 oK
helium cair berubah menjadi cairan helium yang mampu menghantarkan panas satu
juta kali lebih efektif dibandingkan tembaga, serta satu milyar kali lebih
efektif dibandingkan cairan normal.
Superkonduktifitas adalah peristiwa beberapa bahan,
teristimewa logam pada keadaan temeperatudiatas sedikit nol derajat mutlak
hambatan jenisnya menurun secara dratis, bahkan akan hilang (nol) ditemukan
oleh Kamerlingh Onnes pada tahun 1911.
Penemuan superkonduktor membawa pengaruh pada perlatan
elektronika seperti transformator, generator dan motor listrik sehingga dapat
dibuat peralatan tersebut diatas dengan effisiensi 100%.
Superkonduktor dapat juga merupakan pelindung (shield)
yang sempurna terhadap segala bentuk medan magnet.
Jenis-jenis Superkonduktor :
Jenis I (Pb, Ag, Sn) dengan beberapa sifat :
–
Menyalurkan arus
pada permukaannya sampai pada kedalaman 10-4 mm pada medan magnet
sehingga medan magnetnya menjadi sangat besar.
–
Menghantarkan
arus yang tetap sehingga menimbulkan medan magnet tanpa kerugian sebab medan
listriknya di semua tempat adalah nol
Jenis II dengan beberapa sifat :
–
Medan magnetnya
mencapai medan kritis
–
Suhu kritisnya
relatif sehingga merupakan peralihan atau berubah menjadi konduktor normal.
–
Menghantarkan
arus tetap sehingga menimbulkan medan magnet dengan kerugian kecil dan dapat
diabaikan.
PERANGKAT YANG SUDAH MENGGUNAKAN SUPERKONDUKTOR :
A.
Elektromagnet, karena dengan bahan superkonduktor dimungkinkan untuk
membuat elektromagnet yang kuat dengan ukuran kecil. Contohnya komponen magneto
Hidro Dinamik.
B.
Elemen
penghubung karena superkonduktor
mempunyai Hc dan To, maka dalam pemakaian superkonduktor sebagai elemen
penghubung dapat menggunakan salah satu besaran di atas. Contohnyamagnetik
dielektrik Cryotron sebagai pemutus komputer.
Aplikasi Superkonduktor di berbagai bidang antara lain
:
1.
Bidang
Komputer
–
Sebagai switch
pengganti bahan metal film, emas sehingga makin efisiensi dan efektivitas
meningkat.
–
Sel-sel memori
komputer sehingga makin cepat
–
Cryotrons
apalikasi superkonduktor pada teknologi komputer
2.
Bidang
Fisika
-
Fusilaser suatu
proses penghasil energi harapan di masa yang akan datang
3.
Bidang
Kedokteran
-
Temperatur yang
rendah (170 oK) akan mengakibatakan operasi pada pasien dapat
berjalan dengan baiak seperti operasi syaraf, mata, dan pengobatan kanker
4.
Bidang
Industri Tenaga Listrik
-
Transmisi dan distribusi tenaga dapat dilakukan dengan sempurna (100%)
5.
Bidang
Telekomunikasi
- Sebagai pen-switch-an kecepatan tinggi dalam
pikodetik tanpa cacat.
-
Detektor superkonduktor untuk transmisi khusus pada frekuensi 300 GHz.
- Antena
superkonduktif digunakan pada telepon
bipolar juncion transistor
BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR
Stuktur
divais dan cara kerja fisik
Karakteristik
Arus – Tegangan
·
Tegangan masukan total vI (bias
+ sinyal) dipasang di antara base dan emitter (ground)
·
Tegangan keluaran total vO
(bias + sinyal) diambil di antara collector dan emitter (ground)
Resistor
RC mempunyai 2 fungsi:
·
Untuk menentukan bias yang diinginkan
pada collector
·
Mengubah arus collector, iC,
menjadi tegangan keluaran vOC atau vO
Tegangan
catu VCC diperlukan untuk memberi bias pada BJT dan untuk
mencatu daya yang diperlukan untuk kerja penguat.
vO = vCE =
VCC – RCiC
vI = vBE
< 0,5 V → transistor cutoff.
0
< vI < 0,5 V, iC
kecil sekali, dan vO akan sama dengan tegangan catu VCC
(segmen XY pada kurva) vI > 0,5 V → transistor
mulai aktif, iC naik, vO turun.
Nilai awal vO tinggi, BJT bekerja
pada mode aktif yang menyebabkan penurunan yang tajam pada kurva karakteristik
transfer tegangan (segmen YZ), Pada segmen ini:
BJT
sebagai Penguat dan sebagai Saklar sebagai penguat:
·
BJT bekerja pada mode aktif.
·
BJT berperan sebagai sebuah sumber arus
yang dikendalikan oleh tegangan (VCCS).
·
Perubahan pada tegangan base-emitter,vBE,
akan menyebabkan perubahan pada arus collector, iC.
·
BJT dipakai untuk membuat sebuah
penguatan transkonduktansi.
·
Penguatan tegangan dapat diperoleh
dengan melalukan arus collector ke sebuah resistansi, RC.
·
Agar penguat menjadi penguat linier,
transistor harus diberi bias, dan sinyal akan ditumpangkan pada tegangan bias
dan sinyal yang akan diperkuat harus dijaga tetap kecil sebagai saklar
·
BJT bekerja pada mode cutoff dan mode
jenuh
Penguatan Penguat
Agar
BJT bekerja sebagai penguat, maka harus diberi bias pada daerah aktif yang
ditentukan oleh tegangan dc base – emitter VBE dan
tegangan dc collector – emitter VCE.
Arus
collector IC pada keadaan ini:
Jika
sinyal vi akan diperkuat, sinyal ini ditumpangkan pada VBE
dan harus dijaga kecil (lihat gambar 10(b)) agar tetap pada segmen yang linier
dari kurva transfer di sekitar titik bias Q. Koefiesin arah (slope) dari
segmen linier ini sama dengan penguatan tegangan dari penguat untuk sinyal
kecil di sekitar titik Q.
bahan-bahan magnet
BAHAN-BAHAN MAGNET
A.
Parameter
Dan Satuan Penting Dalam Kemagnetan
:
–
Fluks magnet (φ)
–
Kuat medan (b)
–
Induksi
kemagnetan (h)
–
Permeabilitas
(μ)
·
Hubungan
satu dengan yang lain :
–
Φ = b x a, fluks
dengan satuan maxwell (mx) / weber (wb)
–
b = φ /a,
kerapatan fluks dengan satuan gauss (g) / tesla (t)
fluks adalah banyaknya garis
gaya, sedangkan kuat medan magnet adalah banyaknya garis gaya per satuan luas.
–
B = μh
–
Μ = μrμo
–
Sehingga b = μrμoh
Μ adalah permeabilitas bahan
yang merupakan hasil perkalian permeabilitas absolut (μo) dengan permeabilitas relatif
(μr) dan besarnya μo = 4π10-7 h/m Susceptibilitas magnetisasi adalah
magnetisasi per unit dari intensitas medan magnet. Μr tidak bersatuan, juga μr-1 tidak
bersatuan.
Besarnya μ untuk bahan ferromagentik tidak konstan.
Jika arus i dialirkan melalui kumparan dengan inti yang terus bertambah secara
bertahap dimulai dari nol maka medan magnet dan kerapatan fluks akan bertambah.
B.
Pengaruh
permeabilitas bahan
Berdasarkan besar permeabilitas bahan maka dibagi :
–
Diamagnetik
–
Paramagnetik
–
Feromagnetik
–
Anti magnetic
–
Ferrimagnetik
Bahan
diamagnetik adalah bahan
yang sulit menyalurkan garis gaya magnet (ggm), permeabilitasnya sedikit lebih
kecil dari 1 dan tidak mempunyai dwikutub yang permanen. Contohnya : bi, cu,
au, al2o3 dan niso4
Bahan
paramagnetik adalah bahan
yang dapat menyalurkan ggm tetapi dwikutubnya tidak beraturan. Contohnya : al,
pb, fe2so4, feso4, fecl2, mo, w,
ta, pt, ag
Bahan
ferromagnetik adalah bahan
yang mudah menyalurkan ggm, permeabilitasnya jauh lebih besar dari satu. Contohnya
: fe, co, ni, gd, dan dy
Bahan anti
ferromagnetik mempunyai
susceptibilitas positif yang kecil pada segala suhu tetapi perubahan
susceptibilitas karena suhu adalah keadaan yang sangat khusus. Susunan
dwikutubnya sejajar tetapi berlawanan arah. Contohnya : mno2, mno,
feo, dan coo
Bahan
ferrimagnetik mempunyai
resistivitas jauh lebih tinggi dibanding bahan ferromagnetik. Banyak digunakan
pada peralatan frekeunsi tinggi, sebab arus eddy kecil. Contohnya : mo, fe2o3, αnio,
βzno Istilah bahan magnetik untuk umum yang digunakan hanyalah bahan
ferromagnetik. Bahan-bahan ferromagnetik dapat dikategorikan menjadi :
1.
Bahan yang mudah
dijadikan magnet yang lazim disebut bahan magnetik lunak. Bahan ini banyak
digunakan untuk inti transformator, inti motor atau generator, relai, peralatan
sonar atau radar.
2.
Bahan
ferromagnetik yang sulit dijadikan magnet
tetapi Setelah menjadi magnet tidak mudah kembali seperti semula,
disebut bahan magnetik keras. Bahan ini digunakan untuk pabrikasi magnet
permanen.
C.
Baja listrik
Untuk mengubah bahan
magnetik lunak menjadi bajalistrik, agar rugi histerisis dan arus pusarnya
turun, adalah dengan menambahkan silikon ke dalam komposisinya. Cara ini akan
mengurangi rugi histeritis dan arus pusar dengan tajam karena penambahan
silikon mengakibatkan pertambahan resistivitas. Paduan baja dengan tambahan
silikon sekarang ini merupakan bahan yang sangat penting untuk bahan magnetik
lunak pada teknik listrik. Namun perlu diingat bahwa penambahan silikon akan
menyebabkan bahan menjadi rapuh.
Baja listrik jenis lainnya
adalah baja listrik dengan proses dingin. Kemampuan baja listrik sangat tinggi
terutama jika fluks magnetiknya searah dengan panjang laminasi. Karena kristal
baja ini dibuat searah dengan proses pendingin dan aniling pada ruang yang
diisi hidrogen.digunakan untuk transformator arus, sebab bisa mengurangi berat
dan dimensi 20 % hingga 25%.
·
Bahan
magnetik lain
Bahan yang banyak digunakan
adalah panduan besi nikel. Panduan yang terdiri dari besi nikel dengan tambahan
molibdenum, chromium atau tembaga adalah
permalloy.
·
Permalloy
dibedakan menjadi dua :
–
Permalloy nikel
rendah (campuran nikel 40% sampai 50%)
–
Permalloy nikel
tinggi (campuran nikel 72% sampai 80%)
Alsifer adalah bahan magnetik yang lebih murah
dibandingkan permalloys kompisisinya 9,5% si, 5,6% al, 84,9% fe Camolloy
termasuk bahan magnetik lunak yang komposisinya 66,5% ni, 30% cu, 3,5% fe
·
Bahan
magnet permanen
Banyak digunakan pada isntrumen penginderaan, relay,
mesin-mesin listrik yang kecil dan lain-lain.
Baja karbon yaitu baja dengan komposisi karbon 0,4% hingg 1,7%
merupakan bahan dasar magnet permanen. Kualitas magnetnya tidak terlalu tinggi,
lebih mudah hilang kemagnetannya disebabkan oleh pukulan atau vibrasi, untuk
menaikan kemagnetannya ditambahkan wolfram, kromium, kobal. Magnet yang dibuat
dari karbon murni, wolfram, kromium, baja kobal harus dikeraskan di dalam air,
minyak mineral.
Alni bahan panduan terdiri dari aluminium, nikel, besi. Alnisi
bahan panduan terdiri dari aluminium, nikel, besi, silicon Alnico bahan
panduan terdiri dari nikel, alumnium, kobal Vectolit bahan panduan terdiri dari
besi, kobal, oksida. Ferroxdure bahan panduan terdiri dari besi oksidam barium
disebut juga berium ferrit dipasaran dikenal dengan nama arnox, indox, ferroba.
Untuk magnet pada pengeras suara, perangkat penggandeng magnetik.
Magnetostriksi
Adalah gejala berubahnya
ukuran bahan apabila bahan terletak pada medan magnet. Gejala ini
dialami antara lain oleh ni murni, beberapa panduan antara fe dengan
crom, cobalt dan aluminium. Gejala ini digunakan pada osilator frekeunsi audio
pada frekeunsi suara dan ultrasonic. Bahan yang termasuk jenis dielektrikmagnet
digunakan untuk inti pada peralatan-peralatan rangkaian magnetik yang bekerja
pada frekeunsi yang sangat tinggi dengan kerugian arus pusar yang rendah. Bahan
dibuat dari bubuk cabonyl iron, alsifer, permalloy
Langganan:
Postingan (Atom)