sekolah menengah kejuruan

KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah, SWT, karena berkat Rahmat dan hidayah-Nya modul ini dapat
diselesaikan oleh penyusun.
Modul ELEKTRONIKA ANALOG dan DIGITAL DASAR (KK1) digunakan sebagai panduan
kegiatan belajar mengajar Kompetensi Keahlian 1 yaitu Elektronika Analog dan digital Dasar, pada
Program Keahlian Rekayasa Perangkat Lunak SMK Negeri 2 Karanganyar.
Saran dan kritik yang membangun, sangat penulis harapkan guna perbaikan modul ini,
sehingga nantinya berguna bagi semua kalangan, khususnya bagi anak didik kami.
Karanganyar, Juli 2011
Penyusun.
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 1
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN DEPAN (COVER) .......................................................................................... i
KATA PENGANTAR ... .................................................................................................... ii
DAFTAR ISI . .. ................................................................................................................. iii
PETA KEDUDUKAN MODUL........................................................................................... vi
PERISTILAHAN / GLOSSARY ........................................................................................
viii
1. Kegiatan Belajar 1 ....................................................................................................... 6
a. Tujuan kegiatan pembelajaran 1 ............................................................................. 6
b. Uraian materi 1 ....................................................................................................... 6
c. Rangkuman 1 .......................................................................................................... 15
d. Tugas 1 ................................................................................................................... 15
e. Tes formatif 1 .......................................................................................................... 15
f. Kunci jawaban formatif 1 .......................................................................................... 6
2. Kegiatan Belajar 2 ....................................................................................................... 7
a. Tujuan kegiatan pembelajaran 2 ............................................................................. 17
b. Uraian materi 2 ....................................................................................................... 17
c. Rangkuman 2 .......................................................................................................... 26
d. Tugas 2 ................................................................................................................... 27
e. Tes formatif 2 .......................................................................................................... 27
f. Kunci jawaban formatif 2 ......................................................................................... 28
g. Lembar kerja 2 ........................................................................................................ 29
3. Kegiatan Belajar 3
a. Tujuan kegiatan pembelajaran 3 ............................................................................. 38
b. Uraian materi 3 ....................................................................................................... 38
c. Rangkuman 3 .......................................................................................................... 38
d. Tugas 3 ................................................................................................................... 48
e. Tes formatif 3 .......................................................................................................... 48
f. Kunci jawaban formatif 3 ......................................................................................... 49
g. Lembar kerja 3 ........................................................................................................ 50
4. Kegiatan Belajar 4
a. Tujuan kegiatan pembelajaran 4 ............................................................................. 55
b. Uraian materi 4 ....................................................................................................... 55
c. Rangkuman 4........................................................................................................... 71
d. Tugas 4 ................................................................................................................... 71
e. Tes formatif 4 .......................................................................................................... 71
f. Kunci jawaban formatif 4 ......................................................................................... 72
g. Lembar kerja 4......................................................................................................... 73
5. Kegiatan Belajar 5
a. Tujuan kegiatan pembelajaran 5 ............................................................................. 75
b. Uraian materi 5 ....................................................................................................... 76
c. Rangkuman 5 .......................................................................................................... 93
d. Tugas 5 ................................................................................................................... 94
e. Tes formatif 5 .......................................................................................................... 94
f. Kunci jawaban formatif 5 ......................................................................................... 96
g. Lembar kerja 5......................................................................................................... 97
LEMBAR EVALUASI
A. PERTANYAAN ............................................................................................................. 101
B. KUNCI JAWABAN LEMBAR EVALUASI ......................................................................
101
C. KRITERIA KELULUSAN...............................................................................................
102
BAB IV. PENUTUP ........................................................................................................... 103
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 104
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 2
PERISTILAHAN / GLOSSARY
Common Emiter
:
Common Collector
:
Common Base
:
Emiter Follower
Inverting Amplifier
:
:
Non Inverting Amplifier
:
Magnitude
Band pass
Low pass
:
:
:
High pass
:
Band pass
:
Pass band
Stop band
Transition band
:
:
:
Frekuensi
Periode
:
:
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
penggunaan kaki emitor pada transistor secara bersama bagi
masukan dan keluaran
penggunaan kaki kolektor pada transistor secara bersama
bagi masukan dan keluaran
penggunaan kaki basis pada transistor secara bersama bagi
masukan dan keluaran
pengikut emitor, keluaran diambil dari emitor
masukan melalui input membalik (pada penguat operasional),
keluaran berlawanan fasa dengan masukan
masukan melalui input tak membalik (pada penguat
operasional), keluaran sefasa dengan masukan
nilai besar
jenis filter
jenis filter yang meloloskan sinyal frekuensi rendah dan
menahan sinyal frekuensi tinggi
jenis filter yang meloloskan sinyal frekuensi tinggi dan
menahan sinyal frekuensi rendah
jenis filter yang meloloskan sinyal pada pita frekuensi tertentu
dan menahan sinyal pada frekensi lainnya
pita (bagian) yang meloloskan frekuensi
pita (bagian) yang menahan frekuensi
pita (bagian) transisi antara yang meloloskan dan menahan
frekuensi
Jumlah gelombang tiap detik (Hertz)
waktu untuk satu gelombang setiap detik
Hal 3
Modul 1
Teori Atom dan Molekul
Tujuan kegiatan pembelajaran :
1) Peserta diklat mampu memahami dan menjelaskan struktur atom semikonduktor.
2) Peserta diklat mampu memahami dan menjelaskan semikonduktor tipe N dan tipe P.
A. Uraian Materi
Operasi komponen elektronika benda padat seperti dioda, LED, Transistor Bipolar dan FET
serta Op-Amp atau rangkaian terpadu lainnya didasarkan atas sifat-sifat semikonduktor.
Semikonduktor adalah bahan yang sifat-sifat kelistrikannya terletak antara sifat-sifat
konduktor dan isolator. Sifat-sifat kelistrikan konduktor maupun isolator tidak mudah berubah oleh
pengaruh temperatur, cahaya atau medan magnit, tetapi pada semikonduktor sifat-sifat tersebut
sangat sensitive.
Elemen terkecil dari suatu bahan yang masih memiliki sifat-sifat kimia dan fisika yang sama
adalah atom. Suatu atom terdiri atas tiga partikel dasar, yaitu: neutron, proton, dan elektron.
Dalam struktur atom, proton dan neutron membentuk inti atom yang bermuatan positip,
sedangkan elektron-elektron yang bermuatan negatip mengelilingi inti. Elektron-elektron ini
tersusun berlapis-lapis. Struktur atom dengan model Bohr dari bahan semikonduktor yang paling
banyak digunakan adalah silikon dan germanium.
Seperti ditunjukkan pada Gambar 1 atom silikon mempunyai elektron yang mengorbit
(mengelilingi inti) sebanyak 14 dan atom germanium mempunyai 32 elektron. Pada atom yang
seimbang (netral) jumlah elektron dalam orbit sama dengan jumlah proton dalam inti. Muatan
listrik sebuah elektron adalah: - 1.602 -19 C dan muatan sebuah proton adalah: + 1.602 - 19 C.
Gambar 1. Struktur Atom (a) Silikon; (b) Germanium
Elektron yang menempati lapisan terluar disebut sebagai elektron valensi. Atom silikon dan
germanium masing mempunyai empat elektron valensi. Oleh karena itu baik atom silikon maupun
atom germanium disebut juga dengan atom tetra-valent (bervalensi empat). Empat elektron
valensi tersebut terikat dalam struktur kisi-kisi, sehingga setiap elektron valensi akan membentuk
ikatan kovalen dengan elektron valensi dari atom-atom yang bersebelahan. Struktur kisi-kisi kristal
silikon murni dapat digambarkan secara dua dimensi pada Gambar 2 guna memudahkan
pembahasan.
Gambar 2. Struktur Kristal Silikon dengan Ikatan Kovalen
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 4
Meskipun terikat dengan kuat dalam struktur kristal, namun bisa saja elektron valensi tersebut
keluar dari ikatan kovalen menuju daerah konduksi apabila diberikan energi panas. Bila energi
panas tersebut cukup kuat untuk memisahkan elektron dari ikatan kovalen maka elektron tersebut
menjadi bebas atau disebut dengan elektron bebas. Pada suhu ruang terdapat kurang lebih 1.5 x
1010 elektron bebas dalam 1 cm3 bahan silikon murni (intrinsik) dan 2.5 x 1013 elektron bebas pada
germanium. Semakin besar energi panas yang diberikan semakin banyak jumlah elektron bebas
yang keluar dari ikatan kovalen, dengan kata lain konduktivitas bahan meningkat.
Semikonduktor Tipe N
Apabila bahan semikonduktor intrinsik (murni) diberi (didoping) dengan bahan bervalensi lain
maka diperoleh semikonduktor ekstrinsik. Pada bahan semikonduktor intrinsik, jumlah elektron
bebas dan holenya adalah sama. Konduktivitas semikonduktor intrinsik sangat rendah, karena
terbatasnya jumlah pembawa muatan yakni hole maupun elektron bebas tersebut.
Jika bahan silikon didoping dengan bahan ketidak murnian (impuritas) bervalensi lima (pentavalens), maka diperoleh semikonduktor tipe n. Bahan dopan yang bervalensi lima ini misalnya
antimoni, arsenik, dan pospor. Struktur kisi-kisi kristal bahan silikon type n dapat dilihat pada
Gambar 3.
Gambar 3. Struktur Kristal Semikonduktor (Silikon) Tipe N
Karena atom antimoni (Sb) bervalensi lima, maka empat elektron valensi mendapatkan
pasangan ikatan kovalen dengan atom silikon sedangkan elektron valensi yang kelima tidak
mendapatkan pasangan. Oleh karena itu ikatan elektron kelima ini dengan inti menjadi lemah dan
mudah menjadi elektron bebas. Karena setiap atom depan ini menyumbang sebuah elektron, maka
atom yang bervalensi lima disebut dengan atom donor. Dan elektron “bebas” sumbangan dari
atom dopan inipun dapat dikontrol jumlahnya atau konsentrasinya.
Meskipun bahan silikon type n ini mengandung elektron bebas (pembawa mayoritas) cukup
banyak, namun secara keseluruhan kristal ini tetap netral karena jumlah muatan positip pada inti
atom masih sama dengan jumlah keseluruhan elektronnya.
Pada bahan type n disamping jumlah elektron bebasnya (pembawa mayoritas) meningkat,
ternyata jumlah holenya (pembawa minoritas) menurun. Hal ini disebabkan karena dengan
bertambahnya jumlah elektron bebas, maka kecepatan hole dan elektron ber-rekombinasi
(bergabungnya kembali elektron dengan hole) semakin meningkat. Sehingga jumlah holenya
menurun.
Level energi dari elektron bebas sumbangan atom donor dapat digambarkan seperti pada
Gambar 4. Jarak antara pita konduksi dengan level energi donor sangat kecil yaitu 0.05 eV untuk
silikon dan 0.01 eV untuk germanium. Oleh karena itu pada suhu ruang saja, maka semua elektron
donor sudah bisa mencapai pita konduksi dan menjadi elektron bebas.
Gambar 4. Diagram Pita Energi Semikonduktor Tipe N
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 5
Bahan semikonduktor tipe n dapat dilukiskan seperti pada Gambar 5. Karena atom-atom
donor telah ditinggalkan oleh elektron valensinya (yakni menjadi elektron bebas), maka menjadi
ion yang bermuatan positip. Sehingga digambarkan dengan tanda positip. Sedangkan elektron
bebasnya menjadi pembawa mayoritas. Dan pembawa minoritasnya berupa hole.
Gambar 5. Bahan Semikonduktor Tipe N
Semikonduktor Tipe P
Apabila bahan semikonduktor murni (intrinsik) didoping dengan bahan impuritas (ketidakmurnian) bervalensi tiga, maka akan diperoleh semikonduktor type p. Bahan dopan yang
bervalensi tiga tersebut misalnya boron, galium, dan indium. Struktur kisi-kisi kristal semikonduktor
(silikon) type p adalah seperti Gambar 6.
Karena atom dopan mempunyai tiga elektron valensi, dalam Gambar 6 adalah atom Boron (B) ,
maka hanya tiga ikatan kovalen yang bisa dipenuhi. Sedangkan tempat yang seharusnya
membentuk ikatan kovalen keempat menjadi kosong (membentuk hole) dan bisa ditempati oleh
elektron valensi lain. Dengan demikian sebuah atom bervalensi tiga akan menyumbangkan sebuah
hole. Atom bervalensi tiga (trivalent) disebut juga atom akseptor, karena atom ini siap untuk
menerima elektron.
Seperti halnya pada semikonduktor type n, secara keseluruhan kristal semikonduktor type n ini
adalah netral. Karena jumlah hole dan elektronnya sama. Pada bahan type p, hole merupakan
pembawa muatan mayoritas. Karena dengan penambahan atom dopan akan meningkatkan jumlah
hole sebagai pembawa muatan. Sedangkan pembawa minoritasnya adalah elektron.
Gambar 6. Struktur Kristal Semikonduktor (Silikon) Tipe P
Level energi dari hole akseptor dapat dilihat pada Gambar 7. Jarak antara level energi akseptor
dengan pita valensi sangat kecil yaitu sekitar 0.01 eV untuk germanium dan 0.05 eV untuk silikon.
Dengan demikian hanya dibutuhkan energi yang sangat kecil bagi elektron valensi untuk
menempati hole di level energi akseptor. Oleh karena itu pada suhur ruang banyak sekali jumlah
hole di pita valensi yang merupakan pembawa muatan.
Bahan semikonduktor type p dapat dilukiskan seperti pada Gambar 7. Karena atom-atom akseptor
telah menerima elektron, maka menjadi ion yang bermuatan negatip. Sehingga digambarkan
dengan tanda negatip. Pembawa mayoritas berupa hole dan pembawa minoritasnya berupa
elektron.
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 6
Gambar 7. Diagram Pita Energi Semikonduktor Tipe P
Gambar 8. Bahan Semikonduktor Tipe P
B. Rangkuman 1
Suatu atom terdiri atas tiga partikel dasar, yaitu: neutron, proton, dan elektron. Pada atom
yang seimbang (netral) jumlah elektron dalam orbit sama dengan jumlah proton dalam inti.
Muatan listrik sebuah elektron adalah: - 1.602-19 C dan muatan sebuah proton adalah: +
1.602-19 C.
Bahan silikon yang didoping dengan bahan ketidak murnian (impuritas) bervalensi lima
(penta-valens) menghasilkan semikonduktor tipe n. Apabila bahan semikonduktor murni
(intrinsik) didoping dengan bahan impuritas (ketidakmurnian) bervalensi tiga, maka
diperoleh semikonduktor type p
C. Tugas 1
Carilah unsur-unsur kimia yang termasuk ke dalam kategori semikonduktor !
(Cari dalam tabel periodik unsur-unsur kimia)
D. Tes formatif 1
1. Jelaskan pengertian dari bahan semikonduktor !
2. Apa arti dari elektron valensi ?
3. Apa yang dimaksud dengan semikonduktor intrinsik ?
4. Sebutkan beberapa contoh semikonduktor bervalensi tiga !
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 7
Modul 2
Komponen Pasif
Tujuan kegiatan pembelajaran :
1) Peserta diklat memahami jenis-jenis resistor dengan benar.
2) Peserta diklat menguasai tentang kode warna dan angka resistor dengan benar.
3) Peserta diklat memahami kode warna pada kapasitor dengan benar.
4) Peserta diklat menjelaskan kode angka dan huruf kapasitor dengan benar.
5) Peserta diklat menghitung induktor dengan benar.
A. Uraian Materi
Yang termasuk komponen pasif adalah resistor, kapasitor, induktor.
Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk menghambat arus
listrik yang melewatinya. Satuan harga resistor adalah Ohm. ( 1 MOhm (mega ohm) = 1000
KOhm (kilo ohm) = 106 ohm (ohm)).
Resistor terbagi menjadi dua macam, yaitu :
 Resistor tetap yaitu resistor yang nilai hambatannya relatif tetap, biasanya terbuat dari
karbon, kawat atau paduan logam. Nilainya hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon. Panjang lintasan karbon tergantung dari kisarnya alur yang
berbentuk spiral. Gambar simbol dan bentuk resistor tetap dapat dilihat pada gambar 9.
Gambar 9. (a) Resistor tetap; (b) Simbol resistor tetap
 Resistor variabel atau potensiometer, yaitu resistor yang besarnya hambatan dapat
diubah-ubah. Yang termasuk kedalam potensiometer ini antara lain : Resistor KSN
(koefisien suhu negatif), Resistor LDR (light dependent resistor) dan Resistor VDR (Voltage
Dependent Resistor).
Gambar 10. (a) Resistor Variabel / Potensiometer; (b) Simbol resistor
variabel/potensiometer
Menentukan Kode Warna pada Resistor
Kode warna pada resistor menyatakan harga resistansi dan toleransinya. Semakin kecil harga
toleransi suatu resistor adalah semakin baik, karena harga sebenarnya adalah harga yang
tertera ± harga toleransinya. Terdapat resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5 gelang
warna seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 11. Resistor dengan 4 Gelang dan 5 Gelang Warna.
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 8
Tabel 1. Kode Warna pada Resistor 4 Gelang
Gelang 1
Gelang 2
Warna
(Digit 1)
(digit 2)
Hitam
0
Coklat
1
1
Merah
2
2
Orange
3
3
Kuning
4
4
Hijau
5
5
Biru
6
6
Ungu
7
7
Abu-Abu
8
8
Putih
9
9
Emas
Perak
Tanpa Warna
-
Gelang 3
(Faktor Pengali)
1
10
102
103
104
105
106
107
108
109
10-1
10-2
10-3
Gelang 4
(Toleransi/%)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
5
10
20
Contoh :
Sebuah resistor dengan 4 gelang. Gelang pertama cokelat, gelang kedua cokelat, gelang ketiga
orange dan gelang keempat emas. Tentukan nilai tahanan resistor !
Jawab :
Nilai Resistor tersebut : Gelang 1 (cokelat) = 1; Gelang 2 (cokelat)= 1; Gelang 3 (orange)= 103 ;
Gelang 4 (emas) = 5 %;
Sehingga nilai tahanan resistor adalah 11 x 103 Ohm ± 5 % atau 10 K Ohm dengan toleransi 5 %
Kode Huruf Resistor
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya adalah resistor lilitan kawat yang
diselubungi dengan keramik/porselin, seperti terlihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 12. Resistor dengan Kode Angka dan Huruf
Arti kode angka dan huruf pada resistor dengan kode 5 W 22 R J adalah sebagai berikut : 5 W
berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt 22 R berarti besarnya resistansi 22 ohm
dengan besarnya toleransi 5%
Kapasitor
Kapasitor atau kondensator adalah suatu komponen listrik yang dapat menyimpan muatan
listrik. Kapasitas kapasitor diukur dalam F (Farad) = 10-6 mF (mikro Farad) = 10-9 nF (nano
Farad) = 10-12 pF (piko Farad). Kapasitor elektrolit mempunyai dua kutub positif dan kutub
negatif (bipolar), sedangkan kapasitor kering misal kapasitor mika, kapasitor kertas tidak
membedakan kutub positif dan kutub negatif (non polar). Bentuk dan simbol kapasitor dapat
dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 13. (a) Kapasitor; (b) Simbol kapasitor
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 9
Gambar 14. Kode Warna pada Kapasitor
Arti kode angka dan huruf pada kapasitor dapat dilihat pada tabel di bawah 2.
Tabel 2. Kode Warna pada Kapasitor
Gelang 4
Gelang 1 Gelang 2 Gelang 3
Gelang 5
Warna
(Toleransi/%
(Angka)
(Angka)
( Pengali)
(Tegangan Kerja)
)
Hitam
0
1
Coklat
1
1
10
1
2
Merah
2
2
10
2
250 V
160 V
3
Orange
3
3
10
3
4
Kuning
4
4
10
4
400 V
200 V
5
Hijau
5
5
10
5
Biru
6
6
106
6
630 V
220 V
Ungu
7
7
107
7
8
Abu-Abu
8
8
10
8
9
Putih
9
9
10
9
Tabel 3. Kode Angka pada Kapasitor
Gelang 1
Gelang 2
Kode Angka
(Digit 1)
(digit 2)
0
0
1
1
1
2
2
2
3
3
3
4
4
4
5
5
5
6
6
6
7
7
7
8
8
8
9
9
9
Gelang 3
(Faktor Pengali)
1
101
102
103
104
105
106
107
108
109
Gelang 4
(Toleransi/%)
B
C
D
F=1
G=2
H=3
J=5
K = 10
M = 20
Contoh :
kode kapasitor = 562 J 100 V
artinya : besarnya kapasitas = 56 x 102 F = 5600 F; besarnya toleransi = 5%; kemampuan
tegangan kerja = 100 Volt.
Jadi interval : X = 5600 X 5 %, maka intervalnya = (5600 – X) s/d (5600 + X).
Induktor
Induktor adalah komponen listrik yang digunakan sebagai beban induktif. Simbol induktor
seperti pada gambar di bawah ini :
Gambar 15. (a) Induktor ; (b) Simbol Induktor
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 10
Kapasitas induktor dinyatakan dalam satuan H (Henry) = 1000mH (mili Henry). Kapasitas
induktor diberi lambang L, sedangkan reaktansi induktif diberi lambang XL.
XL = 2 . π . f . L (ohm). …………….............. (1)
dimana :
XL = reaktansi induktif (W)
π = 3,14
f = frekuensi (Hz)
L = kapasitas induktor (Henry)
Pada induktor terdapat unsur resistansi (R) dan induktif (XL) jika digunakan sebagai beban
sumber tegangan AC. Jika digunakan sebagai beban sumber tegangan DC, maka hanya terdapat
unsur R saja. Dalam sumber tegangan AC berlaku rumus :
V
, dimana Z 2  R 2  XL2
Z
I
XL2  Z 2  R 2 , Z  R 2  XL2 ,
XL  Z 2  R 2
Dimana :
Z = Impedansi (W)
R = Tahanan (ohm)
V = Tegangan AC (Volt)
XL = Reaktansi induktif ()
I = Arus (Ampere)
Dari persamaan (2) jika sumber tegangan AC (V) dan arus (I) diketahui, maka Z dapat dihitung.
Dari persamaan (3), jika R diketahui, maka XL dapat dihitung. Dari persamaan (1) jika f
diketahui, maka L dapat dihitung.
B. Rangkuman
Dari uraian di atas dapat di tarik kesimpulan sebagai berikut :
 Resistor, Kapasitor dan Induktor termasuk ke dalam komponen pasif.
 Nilai resistor dan kapasitor dapat diketahui dengan melihat kode warna dan angka yang
terdapat pada resistor dan kapasitor.
 Induktor memiliki unsur resistansi dan induktansi jika digunakan sebagai beban dalam
sumber tegangan AC, sedangkan bila digunakan sebagai beban pada sumber tegangan DC
hanya akan menghasilkan unsur resistansi.
C. Tugas
1) Sebutkan kisaran kuat terkecil sampai terbesar resistor yang ada !
2) Sebutkan tipe kapasitor dan bahan pembuat kapasitor !
3) Sebutkan contoh-contoh penggunaan induktor !
D. Tes Formatif
Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar dan jelas !
1) Jelaskan apa yang dimaksud :
a) Resistor ; b) Kapasitor; dan c) Induktor
2) Apa arti kode 82 k W 5% 9132 W pada resistor ?
3) Apa arti kode 5 W 22 R J pada resistor ?
4) Apakah arti kode warna pada kapasitor berikut Coklat; hitam; jingga; putih; merah
5) Apa arti kode pada kapasitor : 562 J 100 V?
6) Suatu induktor diberi sumber tegangan AC 100 Volt, arus yang mengalir 1 Ampere, jika
diukur dengan Ohmmeter, induktor tersebut berharga 99 W. Jika frekuensi sumber 50 Hz,
berapakah kapasitas induktansi L ?
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 11
MODUL 3
Hukum Ohm
Tujuan Kegiatan Pemelajaran :
Setelah menyelesaikan kegiatan belajar 3 ini, siswa diharapkan dapat :
1. Menyebutkan rumus hukum Ohm.
2. Menghitung besarnya arus yang mengalir jika besarnya tegangan dan hambatan diketahui.
3. Menyebutkan rumus daya listrik.
4. Menghitung besarnya daya yang ada jika besarnya tegangan dan arus diketahui.
A. Uraian Materi
Hukum Ohm
Kalau antara dua kutub positif dan kutub negatif dari sebuah sumber tegangan kita hubungkan
dengan sepotong kawat penghantar, maka akan mengalir arus listrik dari kutub positif ke
kutub negatif. Arus ini mendapat hambatan dalam penghantar itu. Dari peristiwa diatas dapat
diketahui bahwa ada hubungan antara arus yang mengalir dalam hambatan kawat dan adanya
sumber tegangan. Besarnya arus listrik yang mengalir tergantung dari besarnya hambatan
kawat. Semakin besar hambatan kawat, maka semakin kecil arus yang mengalir. Apabila
sumber listrik bertegangan 1 volt dihubungkan dengan hambatan sebesar 1 Ohm, maka arus
yang mengalir sebesar 1 amper.
Gambar 16. Tegangan 1 V mengalirkan Arus 1 A dalam Hambatan 1 Ohm
Dalam penyelidikannya George Simon Ohm (ahli ilmu fisika dari Jerman) menemukan bahwa
arus listrik yang mengalir alam hambatan akan bertambah besar jika tegangan dinaikkan,
sementara nilai hambatannya tetap. Dari uraian diatas dapat dituliskan rumus hukum Ohm,
yaitu :
U=IxR
dimana :
U = tegangan dalam satuan volt
I
= arus dalam satuan amper
R = hambatan dalam satuan Ohm
Contoh : Sebuah accu 12 volt dihubungkan dengan sebuah lampu yang mempunyai hambatan
24 ohm. Berapakah arus yang mengalir didalam lampu.
Jawab : U  I x R
U
12
 I
; maka arus yang mengalir sebesar 0,5 A
I
R
24
Daya Listrik
Daya listrik diberi simbol huruf P dan dalam satuan Watt. Dari rumus hukum Ohm dapat
dituliskan persamaan untuk daya listrik, yaitu:
P=UxI
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 12
dimana :
U = tegangan dalam satuan volt
I
= arus dalam satuan amper
P = daya dalam satuan Watt
R = hambatan dalam satuan ohm
Dari contoh di atas dapat dihitung daya lampu adalah:
P=UxI
P = 12 x 0,5 
P = 6 watt
B. Rangkuman
1. Menurut hukum Ohm besar arus yang mengalir akan sebesar 1 amper jika tegangan
sumber adalah 1 volt dan hambatan yang terpasang 1 Ohm.
2. Daya listrik dihitung dengan rumus:
P=UxI
C. Tugas
Ukurlah besarnya arus yang mengalir pada hambatan 100 Ohm yang dipasang pada accu yang
tegangannya 12 Volt.
D. Tes Formatif
1. Hitunglah besarnya arus yang mengalir pada hambatan 500 Ohm yang dipasang pada
tegangan 10 Volt.
2. Hitunglah besarnya daya yang ada pada hambatan 25 Ohm jika arus yang mengalir 2
amper.
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 13
Modul 4
Komponen Aktif
Tujuan Kegiatan Pembelajaran :
1) Peserta Diklat mampu memahami dan menjelaskan kurva karakteristik dioda semikonduktor.
2) Peserta Diklat mampu mengetahui prinsip kerja transistor sebagai saklar.
A. Uraian Materi
Komponen aktif diantaranya adalah sebagai berikut :
 DIODA SEMIKONDUKTOR
Dioda semikonduktor dibentuk dengan cara menyambungkan semi-konduktor tipe p dan
semikonduktor tipe n. Pada saat terjadinya sambungan (junction) p dan n, hole-hole pada
bahan p dan elektron-elektron pada bahan n disekitar sambungan cenderung untuk
berkombinasi. Hole dan elektron yang berkombinasi ini saling meniadakan, sehingga pada
daerah sekitar sambungan ini kosong dari pembawa muatan dan terbentuk daerah
pengosongan (depletion region).
Gambar 17. (a) Pembentukan Sambungan;(b) Daerah Pengosongan;
(c) Dioda Semikonduktor ;(d) Simbol Dioda
Oleh karena itu pada sisi p tinggal ion-ion akseptor yang bermuatan negatip dan pada sisi n
tinggal ion-ion donor yang bermuatan positip. Namun proses ini tidak berlangsung terus,
karena potensial dari ion-ion positip dan negatip ini akan mengahalanginya. Tegangan atau
potensial ekivalen pada daerah pengosongan ini disebut dengan tegangan penghalang (barrier
potential). Besarnya tegangan penghalang ini adalah 0.2 untuk germanium dan 0.6 untuk
silikon. Lihat Gambar 16.
Suatu dioda bisa diberi bias mundur (reverse bias) atau diberi bias maju (forward bias) untuk
mendapatkan karakteristik yang diinginkan. Bias mundur adalah pemberian tegangan negatif
baterai ke terminal anoda (A) dan tegangan positip ke terminal katoda (K) dari suatu dioda.
Dengan kata lain, tegangan anoda katoda VA-K adalah negatip (VA-K < 0). Apabila tegangan
positif baterai dihubungkan ke terminal Anoda (A) dan negatipnya ke terminal katoda (K),
maka dioda disebut mendapatkan bias maju (foward bias).
Lihat pada gambar 18.
Gambar 18. Dioda Diberi Bias Mundur daerah pengosongan
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 14
Gambar 19. Dioda Diberi Bias Maju
Kurva Karakteristik Dioda
Hubungan antara besarnya arus yang mengalir melalui dioda dengan tegangan VA-K dapat
dilihat pada kurva karakteristik dioda (Gambar 20).
Gambar 20 menunjukan dua macam kurva, yakni dioda germanium (Ge) dan dioda silikon (Si).
Pada saat dioda diberi bias maju, yakni bila VA-K positip, maka arus ID akan naik dengan cepat
setelah VA-K mencapai tegangan cut-in (Vg). Tegangan cut-in (Vg) ini kira-kira sebesar 0.2 Volt
untuk dioda germanium dan 0.6 Volt untuk dioda silikon. Dengan pemberian tegangan baterai
sebesar ini, maka potensial penghalang (barrier potential) pada persambungan akan teratasi,
sehingga arus dioda mulai mengalir dengan cepat.
Gambar 20. Kurva Karakteristik Dioda
Bagian kiri bawah dari grafik pada Gambar 19 merupakan kurva karakteristik dioda saat
mendapatkan bias mundur. Disini juga terdapat dua kurva, yaitu untuk dioda germanium dan
silikon.
Besarnya arus jenuh mundur (reverse saturation current) Is untuk dioda germanium adalah
dalam orde mikro amper dalam contoh ini adalah 1 mA. Sedangkan untuk dioda silikon Is
adalah dalam orde nano amper dalam hal ini adalah 10 nA.
Apabila tegangan VA-K yang berpolaritas negatip tersebut dinaikkan terus, maka suatu saat
akan mencapai tegangan patah (break-down) dimana arus Is akan naik dengan tiba-tiba. Pada
saat mencapai tegangan break-down ini, pembawa minoritas dipercepat hingga mencapai
kecepatan yang cukup tinggi untuk mengeluarkan elektron valensi dari atom. Kemudian
elektron ini juga dipercepat untuk membebaskan yang lainnya sehingga arusnya semakin
besar. Pada dioda biasa pencapaian tegangan break-down ini selalu dihindari karena dioda
bisa rusak.
Hubungan arus dioda (ID) dengan tegangan dioda (VD) dapat dinyatakan dalam persamaan
matematis yang dikembangkan oleh W. Shockley, yaitu:
VD / n.VT 

ID  Is e

1
dimana:
ID = arus dioda (amper)
Is = arus jenuh mundur (amper)
e = bilangan natural, 2.71828...
VD = beda tegangan pada dioda (volt)
n = konstanta, 1 untuk Ge; dan » 2 untuk Si
VT = tegangan ekivalen temperatur (volt)
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 15
Harga Is suatu dioda dipengaruhi oleh temperatur, tingkat doping dan geometri dioda. Dan
konstanta n tergantung pada sifat konstruksi dan parameter fisik dioda. Sedangkan harga VT
ditentukan dengan persamaan :
Dimana :
k = konstanta Boltzmann, 1.381 x 10-23 J/K (J/K artinya joule per derajat kelvin)
T = temperatur mutlak (kelvin)
q = muatan sebuah elektron, 1.602 x 10-19 C
Pada temperatur ruang, 25 oC atau 273 + 25 = 298 K, dapat dihitung besarnya VT yaitu:
Harga VT adalah 26 mV ini perlu diingat untuk pembicaraan selanjutnya. Sebagaimana telah
disebutkan bahwa arus jenuh mundur, Is, dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti: doping,
persambungan, dan temperatur. Namun karena dalam pemakaian suatu komponen dioda,
faktor doping dan persambungan adalah tetap, maka yang perlu mendapat perhatian serius
adalah pengaruh temperatur.
 TRANSISTOR
Transistor merupakan peralatan yang mempunyai 3 lapis N-P-N atau P-N-P. Dalam rentang
operasi, arus kolektor IC merupakan fungsi dari arus basis IB. Perubahan pada arus basis IB
memberikan perubahan yang diperkuat pada arus kolektor untuk tegangan emitor-kolektor
VCE yang diberikan.
Perbandingan kedua arus ini dalam orde 15 sampai 100. Simbol untuk transistor dapat dilihat
pada Gambar 21a dan Gambar 21b. berikut ini. Sedangkan karakteristik transistor dapat
digambarkan seperti 22.
Gambar 21. (a) Transistor ; (b). Simbol Transistor
Gambar 22. Karakteristik transistor
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 16
Salah satu cara pemberian tegangan kerja dari transistor dapat dilakukan seperti pada Gambar
23. Jika digunakan untuk jenis NPN, maka tegangan Vcc-nya positif, sedangkan untuk jenis PNP
tegangannya negatif.
Gambar 23. Rangkaian Transistor
Arus Ib (misalnya Ib1) yang diberikan dengan mengatur Vb akan memberikan titik kerja pada
transistor. Pada saat itu transistor akan menghasilkan arus collector (Ic) sebesar Ic dan
tegangan Vce sebesar Vce1. Titik Q (titik kerja transistor) dapat diperoleh dari persamaan
sebagai berikut :
Persamaan garis beban = Y
= Vce = Vcc – Ic x RL
Jadi untuk
Ic
= 0, maka Vce = Vcc
untuk
Vce
= 0, maka diperoleh Ic = Vcc/RL
Apabila harga-harga untuk Ic dan Ice sudah diperoleh, maka dengan menggunakan
karakteristik transistor yang bersangkutan, akan diperoleh titik kerja transistor atau titik Q.
Pada umumnya transistor berfungsi sebagai suatu switching (kontak on-off). Adapun kerja
transistor yang berfungsi sebagai switching ini, selalu berada pada daerah jenuh (saturasi) dan
daerah cut off (bagian yang diarsir pada Gambar 22). Transistor dapat bekerja pada daerah
jenuh dan daerah cut off-nya, dengan cara melakukan pengaturan tegangan Vb dan rangkaian
pada basisnya (tahanan Rb) dan juga tahanan bebannya (RL). Untuk mendapatkan on-off yang
bergantian dengan periode tertentu, dapat dilakukan dengan memberikan tegangan Vb yang
berupa pulsa, seperti pada Gambar 24.
Gambar 24. Pulsa Trigger dan Tegangan Output Vce
Apabila Vb = 0, maka transistor off (cut off), sedangkan apabila Vb=V1 dan dengan mengatur
Rb dan R1 sedemikian rupa, sehingga menghasilkan arus Ib yang akan menyebabkan transistor
dalam keadaan jenuh. Pada keadaan ini Vce adalah kira-kira sama dengan nol (Vsat = 0.2 volt).
Bentuk output Vce yang terjadi pada Gambar 24. Apabila dijelaskan adalah sebagai berikut
(lihat Gambar 23 dan Gambar 24) :
Pada kondisi Vb = 0, harga Ic = 0, dan berdasarkan persamaan loop :
Vcc+ IcR1 + Vce= 0, dihasilkan Vce= +Vcc
Pada kondisi Vb = V1, harga Vce= 0 dan Iv = I saturasi.
Untuk mendapatkan arus Ic (I saturasi) yang cukup besar pada rangkaian switching ini,
umumnya RL didesain sedemikian rupa sehingga RL mempunyai tahanan yang kecil.
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 17
B. Rangkuman
Dari uraian materi di atas dapat di buat kesimpulan sebagai berikut :
1) Dioda semikonduktor dapat diberi bias maju (forward bias) atau bias mundur (reverse
bias) untuk mendapatkan karakteristik tertentu.
2) Transistor memiliki 3 lapisan NPN atau PNP dengan tiga terminal yaitu emitor, colektor
dan basis.
3) Transistor dapat berfungsi sebagai saklar pada daerah jenuh (saturasi) dan daerah cut off.
C. Tugas
1) Sebutkan macam-macam diode yang ada di pasaran !
2) Carilah contoh penggunaan bias forward dan bias reverse !
3) Berikan contoh penggunaan transistor sebagai saklar !
D. Tes Formatif
1) Apa yang dimaksud dengan : dioda semikonduktor, reverse bias, forward bias
2) Jelaskan prinsip kerja transistor sebagai saklar !
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 18
Modul 5 :
Sistem Bilangan dan Aritmatika Biner
Tujuan Kegiatan Pemelajaran :
Setelah mempelajari uraian materi modul 5 ini, diharapkan siswa dapat memahami tentang
sistem bilangan dan aritmatika biner.
A. Uraian Materi
1) Sistem Desimal dan Biner
Dalam sistem bilangan desimal, nilai yang terdapat pada kolom ketiga pada Tabel 12, yaitu A,
disebut satuan, kolom kedua yaitu B disebut puluhan, C disebut ratusan, dan seterusnya.
Kolom A, B, C menunjukkan kenaikan pada eksponen dengan basis 10 yaitu :
100 = 1
101 = 10
102 = 100
Dengan cara yang sama, setiap kolom pada sistem bilangan biner, yaitu sistem bilangan
dengan basis, menunjukkan eksponen dengan basis 2, yaitu 20 = 1, 21 = 2, 22 = 4, dan
seterusnya.
Tabel 12. Nilai Bilangan Desimal dan Biner
Kolom Desimal
Kolom Biner
C
B
A
C
B
A
102 = 100
101 = 10
100 = 1
22 = 4
21 = 2
20 = 1
Ratusan
Puluhan
Satuan
Empatan
Duaan
Satuan
Setiap digit biner disebut bit; bit paling kanan disebut least significant bit (LSB), dan bit paling
kiri disebut most significant bit (MSB).
Tabel 13. Daftar Bilangan Desimal dan Bilangan Biner Ekivalennya
Biner
Desimal
C(MSB)
B
A(LSB)
(4)
(2)
(1)
0
0
0
0
1
0
0
1
2
0
1
0
3
0
1
1
4
1
0
0
5
1
0
1
6
1
1
0
7
1
1
1
Untuk membedakan bilangan pada sistem yang berbeda digunakan subskrip. Sebagai contoh
910 menyatakan bilangan sembilan pada sistem bilangan desimal, dan 01101 2 menunjukkan
bilangan biner 01101. Subskrip tersebut sering diabaikan jika sistem bilangan yang dipakai
sudah jelas.
Tabel 14. Contoh Pengubahan Bilangan Biner menjadi Desimal
Kolom Biner
Biner
Desimal
32 16 8
4
2
1
1110 1
1
1
0
8 + 4 + 2 = 14
1011 1
0
1
1
8 + 2 + 1 = 11
11001 1
1
0
0
1
16 + 8 + 1 = 25
10111 1
0
1
1
1
16 + 4 + 2 + 1 = 23
110010 1
1
0
0
1
0
32 + 16 + 2 = 50
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 19
 Konversi Desimal ke Biner
Cara untuk mengubah bilangan desimal ke biner adalah dengan pembagian. Bilangan
desimal yang akan diubah secara berturut-turut dibagi 2, dengan memperhatikan sisa
pembagiannya. Sisa pembagian akan bernilai 0 atau 1, yang akan membentuk bilangan
biner dengan sisa yang terakhir menunjukkan MSBnya. Sebagai contoh, untuk mengubah
5210 menjadi bilangan biner, diperlukan langkah-langkah berikut :
52 : 2 = 26 sisa 0, LSB
26 : 2 = 13 sisa 0
13 : 2 = 6 sisa 1
6 : 2 = 3 sisa 0
3 : 2 = 1 sisa 1
1 : 2 = 0 sisa 1, MSB
Sehingga bilangan desimal 5210 akan diubah menjadi bilangan biner 110100.
Cara di atas juga bisa digunakan untuk mengubah sistem bilangan yang lain, yaitu oktal
atau heksadesimal.
2) Bilangan Oktal
Bilangan Oktal adalah sistem bilangan yang berbasis 8 dan mempunyai delapan simbol
bilangan yang berbeda : 0,1,2,….,7.
Teknik pembagian yang berurutan dapat digunakan untuk mengubah bilangan desimal
menjadi bilangan oktal.
Bilangan desimal yang akan diubah secara berturut-turut dibagi dengan 8 dan sisa
pembagiannya harus selalu dicatat. Sebagai contoh, untuk mengubah bilangan 5819 10 ke oktal,
langkah-langkahnya adalah :
5819 : 8
= 727, sisa 3, LSB
727 : 8
= 90, sisa 7
90 : 8
= 11, sisa 2
11 : 8
= 1, sisa 3
1
:8
= 0, sisa 1, MSB
Sehingga 581910 = 132738
 Bilangan Oktal dan Biner
Setiap digit pada bilangan oktal dapat disajikan dengan 3 digit bilangan biner, lihat Tabel
1.5. Untuk mengubah bilangan oktal ke bilangan biner, setiap digit oktal diubah secara
terpisah. Sebagai contoh, 35278 akan diubah sebagai berikut:
38 = 0112, MSB
58 = 1012
28 = 0102
78 = 1112, LSB
Sehingga bilangan oktal 3527 sama dengan bilangan 011 101 010 111.
Sebaliknya, pengubahan dari bilangan biner kebilangan oktal dilakukan dengan
mengelompokkan setiap tiga digit biner dimulai dari digit paling kanan, LSB. Kemudian,
setiap kelompok diubah secara terpisah ke dalam bilangan oktal. Sebagai contoh,bilangan
(11110011001)2 akan dikelompokkan menjadi 11 110 011 001, sehingga.
112 = 38, MSB
1102 = 68
0112 = 38
0012 = 18, LSB
Jadi, bilangan biner 11110011001 apabila diubah menjadi bilangan oktal akan diperoleh
36318.
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 20
3) Bilangan Hexadesimal
Bilangan heksadesimal, sering disingkat dengan hex, adalah bilangan dengan basis 1610, dan
mempunyai 16 simbol yang berbeda, yaitu 0 sampai dengan 15.
Bilangan yang lebih besar dari 1510 memerlukan lebih dari satu digit hex. Kolom heksadesimal
menunjukkan eksponen dengan basis 16, yaitu 160 = 1, 161 = 16, 162 = 256, dan seterusnya.
Sebagai contoh :
152B16 = (1 x 163) + (5 x 162) + (2 x 161) + (11 x 160)
= 1 x 4096 + 5 x 256 + 2 x 16 + 11 x 1
= 4096 + 1280 + 32 + 11 = 541910
Sebaliknya, untuk mengubah bilangan desimal menjadi bilangan heksadesimal, dapat
dilakukan dengan cara membagi bilangan desimal tersebut dengan 16. Sebagai contoh, untuk
mengubah bilangan 340810 menjadi bilangan heksadesimal, dilakukan dengan langkah-langkah
sebagai berikut :
3409/16 = 213,
sisa 110
= 116, LSB
213/16 = 1 3,
sisa 5 10
= 516
13/16 = 0,
sisa 1310
= D16, MSB
Sehingga, 340910 = D5116.
 Bilangan Hexadesimal dan Biner
Setiap digit pada bilangan heksadesimal dapat disajikan dengan empat buah bit. Untuk
mengubah bilangan heksadesimal menjadi bilangan biner, setiap digit dari bilangan
heksadesimal diubah secara terpisah ke dalam empat bit bilangan biner. Sebagai contoh,
2A5C16 dapat diubah ke bilangan biner sebagai berikut.
216 = 0010, MSB
A16 = 1010
516 = 0101
C16 = 1100, LSB
Sehingga, bilangan heksadesimal 2A5C akan diubah menjadi bilangan biner 0010 1010
0101 1100.
Sebaliknya, bilangan biner dapat diubah menjadi bilangan heksadesimal dengan cara
mengelompokkan setiap empat digit dari bilangan biner tersebut dimulai dari digit paling
kanan.
Sebagai contoh, 01001111010111002 dapat dikelompokkan menjadi 0100 1111 0101
1110.
Sehingga :
01002
= 416, MSB
11112
= F16
01012
= 516
11102
= E16, LSB
Dengan demikian, bilangan 0100 1111 0101 11102 = 4F5E16.
4) Bilangan Biner Pecahan
Dalam sistem bilangan desimal, bilangan pecahan disajikan dengan menggunakan titik
desimal. Digit-digit yang berada di sebelah kiri titik desimal mempunyai nilai eksponen yang
semakin besar, dan digit-digit yang berada di sebelah kanan titik desimal mempunyai nilai
eksponen yang semakin kecil.
Sehingga :
0.110 = 10-1
= 1/10
0.1010 = 10-2
= 1/100
0.2
= 2 x 0.1 = 2 x 10-1, dan seterusnya.
Cara yang sama juga bisa digunakan untuk menyajikan bilangan biner pecahan.
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 21
Sehingga :
0.12
0.012
= 2-1
= 2-2-
= ½, dan
= ½2 = ¼
Sebagai contoh :
0.1112 = ½ + ¼ + 1/8
= 0.5 + 0.25 + 0.125
= 0.87510
101.1012 = 4 + 0 + 1+ ½ + 0 + 1/8
= 5 + 0.625 = 5.62510
Pengubahan bilangan pecahan dari desimal ke biner dapat dilakukan dengan cara mengalihkan
bagian pecahan dari bilangan desimal tersebut dengan 2, bagian bulat dari hasil perkalian
merupakan pecahan dalam bit biner. Proses perkalian diteruskan pada sisa sebelumnya
sampai hasil perkalian = 1 atau sampai ketelitian yang diinginkan. Bit biner pertama yang
diperoleh merupakan MSB dari bilangan biner pecahan. Sebagai contoh, untuk mengubah
0.62510 menjadi bilangan biner dapat dilaksanakan dengan :
0.625 x 2 = 1.25, bagian bulat = 1 (MSB),
sisa = 0.25
0.25 x 2
= 0.5, bagian bulat = 0,
sisa = 0.5
0.5 x 2
= 1.0, bagian bulat = 1 (LSB),
tanpa sisa
Sehingga : 0.62510 = 0.1012
5) Sistem Bilangan BCD
Sampai saat ini kita hanya melihat pengubahan dari bilangan desimal ke bilangan biner murni.
Pada beberapa aplikasi, misalnya sistem berdasar mikroprosesor, seringkali lebih sesuai
apabila setiap digit bilangan desimal diubah menjadi 4 digit bilangan biner. Dengan cara ini,
suatu bilangan desimal 2 digit akan diubah menjadi dua kelompok empat digit bilangan biner,
sehingga keseluruhannya menjadi 8 bit, tidak bergantung pada nilai bilangan desimalnya
sendiri. Hasilnya sering disebut sebagai binarycoded decimal (BCD). Penyandian yang sering
digunakan dikenal sebagai sandi 8421 BCD.
Selain penyandian 8421 BCD, juga dikenal sejumlah penyandian yang lain.
Contoh :
Ubah 25 menjadi bilangan BCD
Penyelesaian :
210 = 0010 dan
510 = 0101
Sehingga, 2510 = 0010 0101 BCD
6) Aritmatika Biner
a. Penjumlahan Biner
Penjumlahan bilangan biner serupa dengan penjumlahan pada bilangan desimal. Dua
bilangan yang akan dijumlahkan disusun secara vertikal dan digit-digit yang mempunyai
signifikansi sama ditempatkan pada kolom yang sama. Digit-digit ini kemudian
dijumlahkan dan jika dijumlahkan lebih besar dari bilangan basisnya (10 untuk desimal,
dan 2 untuk biner), maka ada bilangan yang disimpan. Bilangan yang disimpan ini
kemudian dijumlahkan dengan digit di sebelah kirinya, dan seterusnya. Dalam
penjumlahan bilangan biner, penyimpanan akan terjadi jika jumlah dari dua digit yang
dijumlahkan adalah 2.
Berikut adalah aturan dasar untuk penjumlahan pada sistem bilangan biner.
0+0=0
0+0=0
0+1=1
0+1=1
1+0=1
1+0=1
1 + 1 = 0, simpan 1
1 + 1 = 0, simpan 1
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 22
Tabel 15. menunjukkan perbandingan antara penjumlahan pada sistem bilangan desimal
dan sistem bilangan biner, yaitu 82310 + 23810 dan 110012 + 110112.
Tabel 15. Penjumlahan
a. Penjumlahan desimal
103
(1000)
Simpan
Jumlah
102
(100)
8
2
1
1
b. Penjumlahan Biner
25
(32)
0
0
Simpan
1
Jumlah
1
101
(10)
2
3
1
6
0
24
(16)
1
1
1
1
23
(8)
1
1
0
0
22
(4)
0
0
1
1
100
(1)
3
8
1
21
(2)
0
1
1
0
20
(1)
1
1
0
Marilah kita perhatikan penjumlahan biner dengan lebih seksama.
Kolom satuan : 1 + 1 = 0, simpan 1
Kolom 2-an
: 0 + 1 = yang disimpan = 0, simpan 1
Kolom 4-an
: 0 + 0 yang disimpan = 1
Kolom 8-an
: 1 + 1 = 0, simpan 1
Kolom 16-an : 1 + 1 yang disimpan = 1, simpan 1
Kolom 32-an : yang disimpan 1 = 1
Jika lebih dari dua buah digit biner dijumlahkan, ada kemungkinan yang disimpan
lebih besar dari 1.
Sebagai contoh :
1 + 1 = 0, simpan 1
1 + 1 + 1 = 1, simpan 1
Contoh berikut menunjukkan penjumlahan dengan penyimpanan lebih besar dari 1.
1+1+1+1
= (1 + 1) + (1 + 1)
= (0, simpan 1) + (0, simpan 1)
= 0, simpan 2;
1+1+1+1+1
= 1 + (1 + 1) + (1 + 1)
= 1, simpan 2
0 + yang disimpan 2
= 1, simpan 1
1 + yang disimpan 2
= 0, simpan 2, dan seterusnya.
b. Pengurangan Biner
Pada bagian ini hanya akan ditinjau pengurangan bilangan biner yang memberikan hasil
positif. Dalam hal ini, metode yang digunakan adalah sama dengan metode yang
digunakan untuk pengurangan pada bilangan desimal. Dalam pengurangan bilangan biner
jika perlu dipinjam 1 dari kolom di sebelah kirinya, yaitu kolom yang mempunyai derajat
lebih tinggi.
Aturan umum untuk pengurangan pada bilangan biner adalah sebagai berikut :
0–0=0
0–0=0
1–0=1
1–0=1
1–1=0
1–1=0
0 – 1 = 1, pinjam 1
0 – 1 = 1, pijam 1
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 23
Contoh : Kurangilah 11112 dengan 01012
Penyelesaian :
Susunlah dua bilangan di atas ke dalam kolom sebagai berikut :
23
22
21
20
1
1
1
1
0
1
0
1
Hasil
1
0
1
0
(Tidak ada yang di pinjam)
Secara lebih rinci, dimulai dari LSB (20 = 1)
Kolom 20 1 – 1 = 0
Kolom 21 1 – 0 = 1
Kolom 22 1 – 1 = 0
Kolom 23 1 – 0 = 1
Sehingga, 11112 – 01012 = 10102
Contoh : Kurangilah 11002 dengan 10102
Penyelesaian :
23
22
21
(8)
(4)
(2)
Pinjam
(22)
1
1
0
1
0
1
Hasil
0
0
1
20
(1)
0
0
0
Secara lebih terinci, dimulai dari LSB (20 = 1)
Kolom 20 0 – 0 = 0
Kolom 21 0 – 1 = 1
Dalam kasus ini kita harus meminjam 1 dari bit pada kolom 2 2. Karena datang dari kolom
22, maka nilainya 2 kali nilai pada kolom 21. Sehingga, 1 (bernilai 22) – 1 (bernilai 21) = 1
(bernilai 21).
Bila meminjam 1 dari kolom di sebelah kiri maka berlaku aturan umum 1 – 1 = 1.
Kolom 22 0 – 0 = 0
Nilai 1 dari kolom 2 diubah menjadi nol karena sudah dipinjam seperti yang ditunjukkan
dengan anak panah.
Kolom 23 1 – 1 = 0, sehingga, 11002 – 10102 = 00102
c.
Bilangan Biner Bertanda
Sejauh ini kita hanya melihat bilangan biner positif atau bilangan biner tak bertanda.
Sebagai contoh bilangan biner 8-bit dapat mempunyai nilai antara :
0000 00002 = 0010 dan 1111 11112 = 25510
yang semuanya bermilai positif, tanda ‘-‘ diletakkan di sebelah kiri bilangan desimal,
misalnya -2510. Dalam sistem bilangan biner, tanda bilangan (yaitu negatif) juga disandikan
dengan cara tertentu yang mudah dikenal dengan sistem digital. Untuk menyatakan
bilangan negatif pada bilangan biner, bit yang dikenal dengan bit tanda bilangan (sign bit)
ditambah di sebelah kiri MSB. Bilangan biner yang ditulis dengan cara di atas
menunjukkan tanda dan besarnya bilangan. Jika bit tanda ditulis 0, maka bilangan
tersebut positif, dan jika ditulis 1, bilangan tersebut adalah bilangan negatif. Pada
bilangan biner bertanda yang terdiri dari 8-bit, bit yang paling kiri menunjukkkan
besarnya.
Perhatikan contoh berikut :
Bit
7
6
5
4
3
2
1
0
Bit
26
25
24
23
22
21
20
Tanda
(64)
(32)
(16)
(8)
(4)
(2)
1
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 24
Maka, 0110 0111
1101 0101
1001 0001
0111 1111
1111 1111
1000 0000
0000 0000
= + (64+32+4+2+1)
= - (64+16+4+2)
= - (16 + 1)
= + (64+32+16+8+4+2+1)
= - (64+32+16+8+4+2+1)
=- 0
=+0
= +10310
= - 8510
= -1910
= +12710
= - 12710
=0
=0
Dari contoh di atas dapat dilihat, bahwa hanya karena tujuh bit yang menunjukkan
besarnya, maka bilangan terkecil dan terbesar yang ditunjukan bilangan biner bertanda
yang terdiri dari 8-bit adalah :
[1]111 11112 = - 12710 dan
[0]111 11112 = + 12710
Dengan bit dalam kurung menunjukkan bit tanda bilangan. Secara umum, bilangan biner
tak bertanda yang terdiri dari n-bit mempunyai nilai maksimum M = 2n – 1.
Sementara itu, untuk bilangan bertanda yang terdiri dari n-bit mempunyai nilai maksimum
M = 2n-1 – 1. Sehingga, untuk register 8-bit di dalam mikroprosesor yang menggunakan
sistem bilangan bertanda, nilai terbesar yang bisa disimpan dalam register tersebut
adalah:
M = 2(n-1) – 1
= 2(8-1) – 1
= 27 - 1
= 12810 – 1
= 12710
sehingga mempunyai jangkauan – 12710 sampai +12710.
d. Perkalian
Perkalian pada bilangan biner mempunyai aturan sebagai berikut :
0x0=0
1x0=0
0x1=0
1x1=1
Perkalian bilangan biner dapat dilakukan seperti perkalian bilangan desimal. Sebagai
contoh, untuk mengalikan 11102 = 1410 dengan 11012 = 1310 langkah-langkah yang harus
ditempuh adalah :
Biner
Desimal
1 1 1 0
1 4
1 1 0 1
1 3
-----------------------------1 1 1 0
4 2
0 0 0 0
1 4
1 1 1 0
1 1 1 0
--------------------------------------------- +
-------------- +
1 0 1 1 0 1 1 0
1 8 2
Perkalian juga bisa dilakukan dengan menambah bilangan yang dikalikan ke bilangan itu
sendiri sebanyak bilangan pengali.
Contoh di atas, hasil yang sama akan diperoleh dengan menambahkan 11102 ke bilangan
itu sendiri sebanyak 11012 atau tiga belas kali.
e.
Pembagian
Pembagian pada sistem bilangan biner dapat dilakukan sama seperti contoh pembagian
pada sistem bilangan desimal. Sebagai contoh, untuk membagi 110011 (disebut bilangan
yang dibagi) dengan 1001 (disebut pembagi), langkah-langkah berikut perlu dilakukan.
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 25
Pembagi
1
0
0
Hasil
1 0 1
1 √
1 0 0 1
-------------------------------0 0 1 1 1 1
1 0 0 1
--------------------Sisa
1 1 0
(sampai sisa < pembagi)
Sehingga hasilnya adalah 1012, dan sisa pembagian adalah1102.
Jadi hasilnya (101,110 2)
Pembagian bisa juga dilakukan dengan cara menjumlahkan secara berulang kali bilangan
pembagi dengan bilangan itu sendiri sampai jumlahnya sama dengan bilangan yang dibagi
atau setelah sisa pembagian yang diperoleh lebih kecil dari bilangan pembagi.
B. Rangkuman
Dari uraian di atas dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1) Bilangan desimal adalah sistem bilangan yang berbasis 10 dan mempunyai sembilan
simbol bilangan yang berbeda : 0,1,2,3,4...,9.
2) Bilangan biner adalah sistem bilangan yang berbasis 2 dan mempunyai 2 simbol bilangan
yang berbeda: 0 dan 1
3) Bilangan octal adalah sistem bilangan yang berbasis 8 dan mempunyai 8 simbol bilangan
yang berbeda: 0,1,2,3,...,7
4) Bilangan hexa desimal adalah sistem bilangan yang berbasis 16 dan mempunyai simbol
bilangan yang berbeda: 0,1,2,3,...9,A,B,C,D,E,F.
5) Setiap digit biner disebut bit; bit paling kanan disebut Least Significant Bit (LSB), dan bit
paling kiri disebut Most Significant Bit (MSB).
C. Tes Formatif
Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar dan jelas !
1) Ubah bilangan biner berikut ini menjadi bilangan desimal.
(a) 110
(b) 10101
(c) 101101
2) Ubah bilangan desimal berikut ini menjadi bilangan biner.
(a) 5
(b) 17
(c) 42
(d) 31
3) Ubah bilangan oktal berikut ini menjadi bilangan biner
(a) 278
(b) 2108
(c) 558
4) Ubah bilangan biner berikut ini menjadi bilangan oktal
(a) 010
(b) 110011
5) Kurangilah 11112 dengan 01012 !
6) Bagilah 1100112 dengan 10012 !
7) Kalikanlah 11102 dengan 11012 !
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 26
Modul 6
Gerbang Logika Dasar
Tujuan Kegiatan Pemelajaran :
Setelah pelajaran ini selesai, siswa diharapkan mampu untuk :
1. Menjelaskan konsep dasar dan fungsi berbagai gerbang logika dasar dengan benar.
2. Menjelaskan hukum-hukum penjalinan (Aljabar Boolean) dengan benar.
3. Mengkombinasikan beberapa gerbang logika dasar dengan benar.
4. Menjelaskan jenis-jenis IC untuk implementasi gerbang logika dengan benar.
A. Uraian Materi
Gerbang logika merupakan dasar pembentuk system digital. Gerbang logika beroperasi pada
bilangan biner 1 dan 0. Gerbang logika digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik dengan
system digital. Berkaitan dengan tegangan yang digunakan maka tegangan tinggi berarti 1 dan
tegangan rendah adalah 0. Semua sistem digital disusun hanya menggunakan tiga gerbang yaitu:
NOT, AND dan OR.
Fungsi AND gate
Fungsi AND dapat digambarkan dengan rangkaian listrik menggunakan saklar seperti dibawah
ini :
A
B
Y
Keterangan :
A & B : saklar
Y
: lampu
Gambar 30. Rangkaian AND Gate
Jika saklar dibuka maka berlogika 0, jika saklar ditutup disebut berlogika 1. Fungsi logika yang
dijalankan rangkaian AND adalah sebagai berikut :
 Jika kedua saklar A & B dibuka maka lampu padam ;
 Jika salah satu dalam keadaan tertutup maka lampu padam ;
 Jika kedua saklar tertutup maka lampu nyala
Simbol Gerbang AND
A
Y=A.B
=AB
B
Tabel Kebenaran
INPUT
A
B
0
0
0
1
1
0
1
1
OUTPUT
Y
0
0
0
1
Karakteristik :
Jika A da B adalah input, sedangkan Y adalah Output, maka output gerbangnya AND berlogika
1 jika semua inputnya berlogika 1. Dan output berlogika 0 jika kedua atau salah satu inputnya
berlogika 0.
Fungsi OR gate
Funsi OR dapat digambarkan dengan rangkaian seperti dibawah ini.
A
Y
B
Keterangan :
A dan B
= Saklar
Y
= lampu
Gambar 31. Rangkaian OR Gate
Jika saklar dibuka maka berlogika 0, jika saklar ditutup disebur berlogika 1.
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 27
Simbol Gerbang OR
A
Y=A+B
B
Tabel kebenaran
INPUT
A
B
0
0
0
1
1
0
1
1
OUTPUT
Y
0
1
1
1
Karakteristik :
Jika A dan B adalah input sedangkan Y output maka output gerbang OR akan berlogika 1 jika
salah satu atau kedua input adalah berlogika 1.
Fungsi NOT gate
Fungsi NOT dapat digambarkan dengan rangkaian seperti gambar dibawah ini :
Jika saklar dibuka maka berlogika 0, jika saklar ditutup
disebut berlogika 1.
Simbol Fungsi NOT
Tabel Kebenaran
Y
A
INPUT
OUTPUT
A
Y
Y
A
0
1
1
0
Gambar 32. Rangkaian NOT Gate
Karakteristik :
Jika adalah input, output adalah kebalikan dari input. Artinya Jika input berlogika 1 maka
output akan berlogika 0 dan sebaliknya.
Fungsi NAND gate
NAND adalah rangkaian dari NOT AND. Gerbang NAND merupakan gabungan dari NOR dan
AND digambarkan sebagai berikut:
A
A
Y = AB Menjadi
B
B
AND
NOT
Y = AB
NAND
NAND sebagai sakelar
Dari Gambar di samping dapat dibuat tabel kebenaran sebagai
berikut:
C
Output
A
A
B
Y
Y
0
0
1
0
1
1
B
1
0
1
1
1
0
Gambar 33. Rangkaian NAND Gate
Karakteristiknya :
Jika A dan B input sedangkan Y adalah output maka output gerbang NAND akan berlogika 1
jika salah satu inputnya berlogika 0. Dan output akan berlogika 0 jika kedua inputnya berlogika
1. Atau output gerbang NAND adalah komplemen output gerbang AND.
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 28
Fungsi NOR gate
NOR adalah singkatan dari NOT OR. Gerbang NOR merupakan gabungan dari gerbang NOT dan
OR. Digambarkan sebagai berikut:
A
Y = A’+B’
B
A
menjadi
Y = A’+B’
B
NOR dengan saklar
Dari rangkaian diatas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai
berikut:
Input
Output
A
B
Y
Y
A
B
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
Gambar 34. Rangkaian NOR Gate
Karakteristik :
Jika A dan B adalah input dan Y adalah output maka output gerbang NOR berlogika 1 jika
semua input berlogika 1 dan output akan berlogika 0 jika salah satu atau semua inputnya
berlogika 0. Atau output gerbang NOR merupakan output gerbang OR
Fungsi EX-OR (Exlusive OR)
Gerbang X-OR akan memberikan output berlogika 1 jika jumlah logika jumlah logika 1 pada
inputnya ganjil. Rangkaian EX-OR disusun dengan menggunkan gerbang AND, OR, NOT seperti
dibawah ini.
Simbol Gerbang EX-OR
A
Y=A + B
B
Y = A’.B’ + A’.B’
=A + B
Dari gambar di atas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut :
Input
Output
A
B
Y
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
Fungsi EX-NOR
Gerbang X-NOR akan memberikan output berlogika 0 jika jumlah logika 1 pada inputnya ganjil.
Dan akan berlogika 1 jika kedua inputnya sama. Rangkaian EX-NOR disusun dengan
menggunka gerbang AND, OR, NOT seperti dibawah ini.
Simbol Gerbang EX-NOR
A
Y = A’ + B’
B
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 29
Dari gambar di atas dapat dibuat tabel kebenaran sebagai berikut :
Input
Output
A
B
Y
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
Selain gerbang logika di atas, kita harus mempelajari juga hal-hal seperti di bawah ini :
1) Sifat-Sifat Aljabar Boolean
Aljabar Boolean memuat variable dan simbul operasi untuk gerbang logika. Simbol yang
digunakan pada aljabar Boolean adalah : (.) untuk AND, (+) untuk OR, dan ( ‘ ) untuk NOT.
Rangkaian logika merupakan gabungan beberapa gerbang, untuk mempermudah penyeleseian
perhitungan secara aljabar & pengisian tabel kebenaran digunakan sifat-sifat aljabar Boolean.
a) Teori IDENTITAS
A.1 = A
A+1 = 1
A.0 = 0
A+0 = A
A.A = A
A+A = A
A.A’ = A
A+A’ = 1
b) Teori KOMUTATIF
A.B.C = C.B.A
A+B+C = C+B+A
c)
Teori ASOSIATIF
A.(B.C) = (A.B).C = A.B.C
A+(B+C)=(A+B)+C=A+B+C
d) Teori DISTRIBUTIF
A.B + A.C = A (B+C)
e) Teori DE MORGAN
(A . B)’ = A’ + B’
(A + B)’ = A’ . B’
2) Kombinasi Gerbang Logika
Untuk memenuhi kebutuhan akan input yang lebih dari 2 di dalam suatu rangkaian logika,
maka digabungkan beberapa gerbang logika . Hal ini biasa dilakukan jika faktor delay tidak
diperhitungkan.
Contoh :
Gerbang logika AND 3 input
Kemungkkinan tabel kebenaran untuk inputnya yaitu 2
A
dimana n adalah banyaknya input.
B
Y Jadi 2 = 8
C
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 30
Tabel kebenaran AND 3 input
INPUT
A
B
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
OUTPUT
Y
0
0
0
0
0
0
0
1
3) Gerbang NAND sebagai gerbang universal
Gerbang NAND disebut gerbang logika universal karena dapat digunakan untuk membuat
gerbang logika yang lain, sehingga dapat meminimalkan penggunaan gerbang dasar untuk
membentuk suatu gerbang logika tertentu.
Rangkaian Ekivalen gerbang NAND
JENIS GERBANG
EKIVALEN
NOT
A
A’
AND
OR
NOR
EX-OR
EX-NOR
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 31
4) TEORI DE MORGAN
Digunakan untuk mengubah bolak–balik dari bentuk minterm (bentuk penjumlahan dari pada
hasil kali/SOP) ke maksterm (bentuk perkallian dari pada penjumlahan/POS) dari pernyataan
Boolean.
Teori De Morgan dapat ditulis :
a) (A + B)’ = A’ . B’
Mengubah keadaan OR dasar menjadi AND dasar
=
b) (A . B)’ = A’ + B’
Mengubah keadaan OR dasar menjadi AND dasar
=
Penyederhanaan fungsi logika dengan aljabar Boolean, contoh:
Y = (A.B)’’ …………………………..Y = A’’ + B’’ = A + B
Y = (A’ + B’)’………………………...Y = A’.B’
Y = (AB)’ + A’.B + A.B’
Y = A’ + B’ + A’.B + A.B’
Y = A’ + A’.B + B’ + A.B’
Y = A’(1+B) + B’(1 + A)
Y = A’ + B’ = (A.B)’
a. Penyederhanaan fungsi logika dengan sistem Sum Of Product (SOP) dan Product Of
Sum (POS). Penyederhanaan dengan sistem SOP/penjumlahan dari pada hasil kali.
Sifat : untuk sistem SOP digunakan output 1 :
Contoh :
A
INPUT
OUTPUT:
A
B
C
Y
B
0
0
0
1
C
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
1
Y
1
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
Persamaan SOP
Y = A’.B’.C’ + A.B.C’ + A.B.C + A’.B.C
Gambar rangkaiannya :
Penyederhanaan dengan aljabar Boolean
Y = A’.B’.C’ + A.B.C’ + A.B.C + A’.B.C
Y = A.B.C + A.B.C’ + A’.B’.C’ + A’.B.C
Y = A.B (C+C’) + A’.B’.C’ + A’.B.C
Y = A.B + A’.B’.C’ + A’.B.C
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 32
Penyederhanaan dengan POS/perkalian dari pada penjumlahan.
Sifat : Untuk sistem POS digunakan output 0
Contoh :
Input
Output
Persamaan POS : Y = ( A + B ) . ( A + B )
A
B
Y
0
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
0
5) Penyederhanaan Fungsi Logika Dengan KARNAUGH MAP.
Metoda Karnaugh Map adalah suatu teknik penyederhanaan fungsi logika dengan cara
pemetaan K - Map terdiri dari kotak-kotak (bujur sangkar) yang jumlahnya tergantung dari
jumlah variabel dari fungsi logika atau jumlah input dari rangkaian logika.
Rumus menentukan jumlah kotak dalam K–Map adalah :
N = 2, dimana
N
= jumlah kotak dalam K-Map
2
= banyaknya variabel/input
Langkah-langkah pemetaan Karnaugh Map secara umum :
1. Menyusun aljabar Boolean minterm (dari suatu taaabel kebenaran);
2. Menggambarkan satuan dalam peta Karnaugh Map;
3. Membuat kelompok dua-an, empat-an, delapan-an satuan dan seterusnya dimana satuan
tersebut berdekatan satu sama lain;
4. Menghilangkan variabel-variabel dengan rumus bila suatu variabel dan inversinya
terdapat didalam suatu kelompok lingkaran maka variabel tersebut dihilangkan;
5. Meng-OR-kan variabel yang tersisa.
1) Macam Karnaugh Map
a) Karnaugh Map dengan 2 variabel
Contoh :
Input
Output
A
B
Y
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
Langkah Pertama
Y = A’.B’ + A.B’ + A.B
Langkah ke Dua
B
A
B
A’
1
A
1
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
B
1
Hal 33
Langkah ke Tiga
B
A
B’
A’
A
B
1
1
1
Langkah ke Empat
Y = A’. B’ + A.B’ + A.B
Y = B’.( A’ +A ) + A.B
Y = B’ + A.B
b) Karnaugh Map dengan 3 variabel
Contoh :
INPUT
A
B
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
OUTPUT
Y
0
1
1
1
0
1
0
1
Penyederhanaan dengan K-Map :
Langkah pertama :
Y = A’.B’.C + A’.B.C’ + A’.B.C + A.B’.C + A.B.C
Langkah kedua :
C
AB
C’
A’ B’
A’ B
C
1
1
AB
A B’
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
1
1
1
Hal 34
Langkah ketiga :
Penyederhanaan dengan Aljabar Boolean
Y = A’.B’.C + A’.B.C’ + A’.B.C + A.B’.C + A.B.C
Y = B’.C (A’+A) + A’.B (C+C) + A.B.C
Y = B’.C + A’.B + A.B.C
Y = B’.C + B(A’+AC)
Y = B’.C + B(A+C)
Y = B’.C + A.B + B.C
Y = A.B + C(B’+B)
Y = A.B + C
c)
Karnaugh Map dengan 4 variabel
Contoh :
INPUT
A
B
C
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
D
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
OUTPUT
Y
0
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
Penyelesaian :
Penyederhanaan dengan Karnaugh Map :
Langkah pertama :
Y = A’.B’.C’.D + A’.B’.C.D + A’.B.C’.D + A’.B.C.D’ + A’.B.C.D + A.B’.C’.D + A.B’.C.D +
A.B.C’.D + A.B.C.D
Langkah kedua:
CD
AB
C’D’
C’D CD
A’ B’
1
1
A’ B
1
1
1
1
1
1
AB
A B’
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
CD’
1
Hal 35
Langkah ketiga:
Penyederhanaan dengan Aljabar Boolean:
Y = A’.B’.C’.D + A’.B’.C.D + A’.B.C’.D + A’.B.C.D’ + A’.B.C.D + A.B’.C’.D + A.B’.C.D +
A.B.C’.D + A.B.C.D
Y = A’B’D(C’+C) + A’BC’D + A’BC(D’+D) + AB’D(C’+C) + ABD(C’+C)
Y = A’B’D + A’BC’D + A’BC + AB’D + ABD
Y = B’D(A’+A) + A’B(C’D+C) + ABD
Y = B’D + A’B(D+C) + ABD
Y = B’D + A’BD + A’BC + ABD
Y = B’D + BD(A’+A) + A’BC
Y = B’D + BD + A’BC
Y = D(B’+B) + A’BC
Y = D + A’BC
Variasi pelingkaran yang tidak biasa
a. Tidak dapat disederhanakan
b. Satu variabel dapat dihilangkan
1
1
1
c.
1
]
Dua variabel dapat dihilangkan
1
1
1
1
1
1
1
1
1
6) Aplikasi Gerbang Logika Dasar
Contoh: Sebagai rangkaian ARITMATIKA BINER yang dapat melakukan Operasi aritmatik
penjumlahan (+) dan pengurangan (-)
a) Half Adder
Adalah suatu rangkaian penjumlah sistem bilangan biner yang paling sederhana.
Rangkaian ini memiliki 2 terminal input dan 2 terminal output yang disebut Summary Out
(Sum) dan Carry Out (Carry).
Gambar rangkaian logika untuk Half Adder
Simbol
A
B
Sum
Sum
A
HA
B
C
Carry
Tabel Kebenarannya :
INPUT
A
B
0
0
0
1
1
0
1
1
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
OUTPUT
SUM
CARRY
0
0
1
0
1
0
0
1
Persamaan logika :
Sum = A.B+A.B
Carry = A.B
Hal 36
b) Full Adder
Adalah penjumlah lengkap (penuh) yang memiliki 3 input A, B, Carry Input (Cin) dengan 2
output Sum dan Carry Output (Cout=Co).
Gambar rangkaian logika untuk Full Adder
Simbol
Sum
Ci
nA
B
Tabel Kebenarannya:
INPUT
A
B
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
OUTPUT
Sum
0
1
1
0
1
0
0
1
Cin
0
1
0
1
0
1
0
1
FA
Co
Co
0
0
0
1
0
1
1
1
Persamaan logika:
Sum = A’.B’.C + A’.B.C’ + A.B’.C + A.B.C
Co = A’.B.C + A.B’.C + A.B.C’ + A.B.C
c)
Half Subtractor
Adalah suatu rangkaian pengurang sistem bilangan biner yang paling sederhana, ini
memiliki 2 input dan 2 output yang disebut differensi (Di) dan Borrow (Bo).
Gambar rangkaian logika untuk Half Subtractor Simbol
A
B
Tabel Kebenarannya:
INPUT
A
B
0
0
0
1
1
0
1
1
HS
Di
Bo
OUTPUT
Di
0
1
1
0
Bo
0
1
0
0
Persamaan logika :
Di
= A’.B + A.B’
=A+B
Bo = A’.B
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 37
d) Full Subtractor
Adalah rangkaian pengurang biner yang lengkap (penuh). Rangkaian ini
terminal input dan 2 terminal output, yaitu Borrow dan Differensi.
Gambar
Simbol
A
B
Bin
Tabel kebenarannya:
INPUT
A
B
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
FS
memliki 3
Di
Bo
OUTPUT
Bin
0
1
0
1
0
1
0
1
Di
0
1
1
0
1
0
0
1
Bo
0
1
1
1
0
0
1
1
Persamaan logikanya:
Di = A’.B’.C + A’.B.C’ + A.B’.C’ + A.B.C
Bo = A’.B’.C + A’.B.C’ + A’.B.C + A.B.C’ + A.B.C
7) Keluarga IC Digital
Perkembangan teknologi elektronik diawali dengan penggunaan Tabung hampa sebagai
bagian pokok suatu alat elektronik. Kemudian temukanlah Transistor sebagai pengganti
Tabung hampa. Perkembangan selanjutnya adalah munculnya rangkaian terpadu (Integrated
Circuit) yang mengkombinasikan berbagai komponen bipolar (resistor, transistor) dalam satu
chip.
Berdasarkan kepadatan komponen keluarga IC dibagi menjadi 4 kelompok yaitu:
a) SSI ( Small Scale Integration)
b) MSI ( Medium Scale Integration)
c) LSI ( Large Scale Integration )
d) VLSI ( Very Large Scale Integration )
Berdasarkan penggunaan, IC dibagi menjadi 2 keluarga besar yaitu keluarga IC analog dan
keluarga IC digital. Keluarga IC digital lebih umum digunakan mengingat berbagai macam
peralatan telah beroperasi secara digital.
Keluarga IC digital sendiri dibuat dengan menggunakan teknologi semikonduktor (MOS = Metal
Oxide Semiconductor) dan teknologi bipolar.
Macam keluarga bipolar adalah :
a) RTL (Resistor Transistor Logic)
b) DTL (Diode Transistor Logic)
c) TTL (Transistor Transistor Logic)
d) ECL (Emitter Coupled Logic)
e) HTL (High Treshold Logic)
f) IIL (Integrated Injection Logic)
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 38
Macam keluarga Unipolar ( MOS ) adalah
a) P MOS (P- Channel Metal Oxide Semikonductor)
b) N MOS (N- Channel Metal Oxide Semikonductor)
c) C MOS (Complementary Channel Metal Oxide Semikonductor)
8) Keluarga IC TTL
IC Bipolar yang banyak dijumpai di pasaran adalah IC TTL (Transistor Transistor Logic) yang
terkenal dengan seri 74XX atau 74XXX. Keluarga IC TTL digunakan paling luas pada rangkaian
logika. IC TTL dibuat dalam variasi yang luas dari rangkaian terpadu MSI dan SSI. Peningkatan
dalam rangkaian logika terus berkembang. Terlebih pada keluarga TTL. Enam IC TTL berikut
adalah tersedia saat ini dari National Semiconductor Corporation.
a) Logika TTL Standar
b) Logika TTL daya rendah
c) Logika TTL Schottky daya rendah
d) Logika TTL Schottky
e) Logika TTL Schottky daya rendah maju
f) Logika TTL Schottky maju
9) Rangkaian Terpadu CMOS
Complementary Metal Oxide Semikonductor (CMOS) menjadi terkenal sejak tahun 1968 dan
berkembang dengan cepat dengan seri 40XX atau 40XXX. Keuntungan IC CMOS dibanding TTL
adalah tingkat derau yang rendah dan fungsi yang digunakan banyak jenisnya. IC Logika jenis C
MOS juga mempunyai keluarga yang tidak sedikit. Namun jumlahnya tidak sebanyak IC TTL.
Berbeda dengan IC TTL yang bekerja dengan tegangan supply 5 volt. IC CMOS dapat beroperasi
pada berbagai tegangan supply DC. Tegangan supplynya bisa mencapai 15 volt. Tetapi CMOS
mempunyai kecepatan kerja yang lebih rendah daripada TTL. Setelah IC TTL dan IC CMOS,
muncul IC-IC logic PLD (Programmable Logic Device). Kelebihan PLD adalah sifatnya yang
programable karena mengandung jenis dan jumlah gerbang lebih banyak pada tiap-tiap chip
nya. Pemakaian PLD dapat mengurangi jumlah chip yang digunakan.
Yang termasuk jenis IC PLD antara lain sebagai berikut :
a) PLA (Programmable Logic Array)
Berisi sejumlah gerbang AND, OR, NOT, yang masukan dan keluarannya dapat kita
hubungkan sehingga membentuk rangkaian yang diinginkan.
b) PAL (Programmable AND-Array Logic)
c) GAL (Generic Array Logic)
d) PALCE (PAL Configurable and Erasable)
Yang koneksinya dapat diprogram dan dihapus berulang kali. GAL dan PALCE dilengkapi
dengan flip-flop yang memudahkan kita untuk menyusun rangkaian logika sekuensial
seperti Counter dan Shift Register.
e) FPGA (Field Programmable Gate Array)
Merupakan jenis PLD terbaru yang mulai populer saat ini. FPGA mempunyai beberapa
kelebihan, diantaranya adalah jenis dan jumlah gerbangnya yang sangat banyak (ribuan
hingga ratusan ribu). Kecepatannya sangat tinggi, mudah diprogram dan dapat diprogram
berkali-kali.
B. Rangkuman
Gerbang (gate) dalam rangkaian logika merupakan fungsi yang menggambarkan hubungan
antara masukan dan keluaran. Untuk menyatakan gerbang-gerbang tersebut digunakan simbolsimbol tertentu. Untuk menunjukan prinsip kerja tiap gerbang (rangkaian logika yang lebih
kompleks) dapat digunakan beberapa cara. Cara yang umum dipakai antara lain adalah tabel
kebearan (truth table) dan diagram waktu (timing chart). Karena merupakan rangkaian digital,
tentu saja level kondisi yang ada dalam tabel atau diagram waktu hanya 2 macam yaitu logika 0
(low atau false) dan logika 1 (high atau true). Jenis gerbang yang dipakai dalam rangkaian logika
cukup banyak . Namun semuanya disusun atas kombinasi dari tiga gerbang dasar. Ketiga gerbang
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 39
dasar itu adalah gerbang AND, OR dan NOT. Seperti contoh sebelumnya, gerbang AND identik
dengan rangkaian seri dari beberapa saklar (yang berfungsi sebagai masukan) dan sebuah lampu
(yang berfungsi sebagai keluaran). Pada rangkaian seri, lampu hanya dapat menyala (berlogika 1)
jika semua saklar dalam keadaan tertutup (berlogika 1). Jika ada satu saklar (berlogika 0), lampu
akan padam (berlogika 0).
Dengan penggambaran diatas gerbang AND memiliki minimal 2 masukan dan hanya satu
keluaran. Gerbang OR identik dengan rangkaian paralel dari beberapa saklar. Pada rangkaian
paralel, lampu sudah dapat menyala (berlogika 1), jika salah satu saklar ditutup (berlogika 1).
Lampu hanya padam (berlogika 0), jika semua saklar dalam kondisi terbuka (berlogika 0). Jadi
gerbang OR juga memiliki minimal 2 masukan dan hanya satu keluaran.
Gerbang NOT sedikit berbeda dengan 2 gerbang sebelumnya. Ia hanya memiliki satu masukan
dan satu keluaran. Jika masukan berlogika, keluaranya akan berlogika 0. Sebaliknya jika masukan
berlogika 0, keluaranya akan berlogika 1. Kaarena itulah gerbang NOT sering disebut sebagai
gerbang pembalik (inverter) logika.
Dalam bentuk nyata rangkaian dapat disusun dari sebuah relay dengan kontak NC (Normally
Closed/dalam keadaan normal tertutup) yang kontaknya tertutup saat arus listrik tidak melalui
kumparan relay. Saat saklar dibuka (berlogika 0), kontak relay NC akan tertutup, sehingga arus
listrik mengalir ke lampu dan membuatnya menyala (berlogika 1). Sebaliknya saat di tutup
(berlogika 1), kumparan relay yang dialiri arus akan menarik kontak NC dan membuatnya terbuk.
Akibatnya tidak ada arus yag mengalir ke lampu dan lampu menjadi padam (berlogika 0).
Ketiga gerbang tersebut diatas dapat digabung-gabungkan menjadi gerbang lain, misalnya
gerbang NAND, NOR, EX-OR, EX-NOR dan lain sebagaiya. Untuk rangkaian yang lebih kompleks,
gerbang-gerbang dasar dapat disusun menjadi rangkaian Adder (penjumlah), Demultiplekser
(pengubah data dari serial input menjadi paralel output, Multiplekser (pengubah data dari paralel
input menjadi serial output). Selain itu rangkaian logika juga dapat di implementasikan dalam
bentuk IC (Integrated Circuit) dalam jenis TTL (Transistor-transistor Logik) maupun CMOS
(Complementary Metal Oxide Semikonduktor). Tiap-tiap anggota keluarga mempunyai konfigurasi
sendiri-sendiri. Misalnya IC TTL 7404 mengandung 6 gerbang NOT, IC TTL 7432 mengandung 4
gerbang OR. Selain gerbang-gerbang tunggal semacam itu ada juga yag konfigurasinya lebih
komplek dan berisi rangkaian-rangkaian seperti Flip-flop, Counter, Encoder, Decoder, yang masingmasing mempunyai banyak varian dengan masing-masing spesifikasinya.
C. Tugas
1. Buatlah tabel kebenaran untuk gerbang AND 3 input ?
2. Buktikan persamaan Boolean dengan tabel kebenaranya untuk persamaan A . B = A + B ?
3. Bedakan antara gerbang NAND dengan gerbang NOR ?
4. Sederhanakan persamaan di bawah ini dengan menggunakan peta Karnaugh Map dan
Aljabar Boolean :
Y=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD
5. Perhatikan dan analisalah rangkaian berikut:
6.
7.
8.
Rencanakan sebuah Half Adder dengan menggunakan gabungan gerbang logika dasar?
Jumlahkan data biner 1 1 0 1 dengan 0 1 1 0 ?
Sebutkan 3 jenis IC TTL lengkap dengan kharakteristiknya masing-masing?
Seb utkan 5 buah tipe dari IC TTL yang merupakan implementasi gerbang logika dasar!
Sebutkan perbedaan antara IC TTL dengan CMOS?
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 40
D. Tes Formatif
1. Perhatikan gambar dibawah ini :
S1
S2
S3
Jelaskan prinsip kerjanya dan fungsi logika apa yang dijalankan?
2.
Dengan menggunakan sifat-sifat Aljabar Boolean buktikan bahwa output dari rangkaian
ini adalah Y = A + B !
A
Y
B
3.
Bagaimanakah deretan pulsa yang terlihat pada keluaran gerbang EX-OR gambar di bawah
ini :
A 01100111
B 11000100
C 00101101
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Y
Hal 41
BAB IV
PENUTUP
Setelah menyelesaikan modul ini, maka Anda berhak untuk mengikuti tes praktik untuk
menguji kompetensi yang telah dipelajari. Dan apabila Anda dinyatakan memenuhi syarat
kelulusan dari hasil evalusi dalam modul ini, maka Anda berhak untuk melanjutkan ke topik/modul
berikutnya. Mintalah pada pengajar/instruktur untuk melakukan uji kompetensi dengan sistem
penilaiannya dilakukan langsung dari pihak dunia industri atau asosiasi profesi yang berkompeten
apabila Anda telah menyelesaikan suatu kompetensi tertentu. Atau apabila Anda telah
menyelesaikan seluruh evaluasi dari setiap modul, maka hasil yang berupa nilai dari instruktur atau
berupa porto folio dapat dijadikan sebagai bahan verifikasi bagi pihak industri atau asosiasi profesi.
Kemudian selanjutnya hasil tersebut dapat dijadikan sebagai penentu standard pemenuhan
kompetensi tertentu dan bila memenuhi syarat Anda berhak mendapatkan sertifikat kompetensi
yang dikeluarkan oleh dunia industri atau asosiasi profesi.
Semoga dengan diterbitkannya modul ini dapat bermanfaat bagi pembaca, khususnya siswasiswi SMK N 2 Karanganyar Bidang Keahlian Rekayasa Perangkat Lunak.
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 42
DAFTAR PUSTAKA
Hold Sworth; 1985; Digital Logic DesignButter Worth; London
John D. Ryder, PHD; Engineering Electronics; International Student Edition
Millman Jacob dan Halkias Christos C; 1985; Elektronika Terpadu Jilid 2; Jakarta : Erlangga
Pudak Scientific; Basic Digital Communication; Bandung
Wasito S; Pelajaran ElektronikaTeknik Digit; Jakarta : Karya Utama
A.J. Dirksen; 1982; Pelajaran Elektronika Jilid 1; Jakarta : Penerbit Erlangga
M. Afandi dan Agus Ponidjo; 1977; Pengetahuan Dasar Teknik Listrik 1; Jakarta : Proyek
Pengadaan Buku/Diktat Pendidikan Menengah Teknologi. Direktorat Pendidikan Menengah
Kejuruan, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.
Hughes, Fredrick W; 1990; Panduan Op-Amp; Jakarta : Elex Media Komputindo.
Loveday, GC; 1993; Melacak Kesalahan Elektronika; Jakarta : Elex Media Komputindo.
Rusmadi, Dedy; 2001; Aneka Hoby Elektronika; Bandung : CV. Pionir Jaya.
Sutrisno.;1987; lektronika Teori dan Penerapannya; Bandung : ITB Bandung.
Woollard, Barry; 1999; Elektronika Praktis; Jakarta : PT Pradnya Paramitra.
Robert, Boylestad; 1999; Electronic Devices And Circuit Theory; USA :Prentice Hall.inc
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 43
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 44
Lembar Kerja 1
RESISTOR
Alat dan Bahan
1) Ohmmeter .............................................................
2) Resistor 4 gelang....................................................
3) Resistor 5 gelang.....................................................
4) Resistor dari bahan porselin ..................................
1 buah
5 macam
5 macam
10 macam
Kesehatan dan Keselamatan Kerja
1) Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar kegiatan belajar !
2) Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter, amper meter dan ohm meter),
mulailah dari batas ukur yang besar !
3) Jangan meletakkan alat dan bahan ditepi meja !
Langkah Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan !
2) Amatilah kode warna pada masing resistor 4 gelang !
3) Ukurlah resistansi resistor satu-persatu dengan Ohmmeter !
4) Catatlah harga resistor tersebut pada Tabel 1 di bawah ini !
5) Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran !
6) Buatlah kesimpulan !
7) Kembalikan semua alat dan bahan !
Tabel 1. Hasil Pengamatan Resistor dengan Kode Angka dan Huruf
Harga
Resistor Gelang 1 Gelang 2 Gelang 3 Gelang 4 Pengamatan
(Ω)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Harga
Pengukuran
(Ω)
Latihan :
1) Apa perbedaan antara hasil pengukuran dengan hasil pengamatan pada resistor !
mengapa itu bisa terjadi ?
2) Dari besarnya nilai resistansi yang tertera pada resistor buat kesimpulan tentang kedua
jenis resistor !
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 45
Lembar Kerja 2
KAPASITOR
Alat dan Bahan
1) Alat tulis dan kertas ...............................................
2) Kapasitor ................................................................
secukupnya
10 macam
Kesehatan dan Keselamatan Kerja
1) Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar kegiatan belajar !
2) Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter, amper meter dan ohm meter),
mulailah dari batas ukur yang besar !
3) Jangan meletakkan alat dan bahan ditepi meja!
Langkah Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan !
2) Amatilah kode kapasitor berupa angka/huruf dan warna kapasitor satu persatu dan catatlah
hasil pengamatan pada Tabel 6 dan 7 di bawah ini !
3) Kembalikan alat dan bahan !
Tabel 7. Data Hasil Pengamatan Kode Warna pada Kapasitor
Kapasitor
Gelang 1
Gelang 2
Gelang 3
Gelang 4
Harga
Pengamatan
(mikro F)
Harga
Pengukuran
(mikro F)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Latihan :
1) Mengapa dalam kapasitor tercantum tegangan kerja yang digunakan ? adakah
pengaruhnya terhadap penggunaan kapasitor tersebut ?
2) Adakah perbedaan ketepatan antara hasil pengamatan dan hasil pengukuran antara
kapasitor kode angka dan huruf dengan kapasitor kode warna ? buat hasil kesimpulannya
!
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 46
Lembar Kerja 3
INDUKTOR
Alat dan Bahan
1) Ohmmeter .............................................................
2) Voltmeter................................................................
3) Amperemeter ........................................................
4) Sumber tegangan AC variabel ................................
5) Induktor Dekade 1-100 mH....................................
6) Saklar kutub tunggal...............................................
7) Kabel penghubung..................................................
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
secukupnya
Kesehatan dan Keselamatan Kerja
1) Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar kegiatan belajar!
2) Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter, amper meter dan ohm meter),
mulailah dari batas ukur yang besar!
3) Jangan meletakkan alat dan bahan ditepi meja!
Langkah Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan!
2) Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah ini!
3) Aturlah sumber tegangan pada 0 volt dan saklar dibuka, induktor dekade diatur seperti
Tabel 8 !
4) Tutuplah saklar S dan aturlah sumber tegangan sehingga amperemeter menunjukkan
harga seperti pada Tabel 8!
5) Catatlah harga penunjukkan Voltmeter dalam tabel pengamatan!
6) Bukalah saklar S!
7) Ukurlah resistansi (R) induktor dengan ohmmeter !
8) Catatlah hasilnya dalam Tabel 8 di bawah ini!
9) Ulangilah langkah kerja no. 4 s/d 8 untuk harga induktor seperti pada Tebel 8!
10) Kembalikan semua alat dan bahan!
Tabel 8. Data Hasil Pengamatan Kode Warna pada Kapasitor
Harga frekuensi (f) = 50 Hz
Latihan :
1) Apa yang akan terjadi pada harga impedansi jika dari kelima induktor diatas diberikan arus
yang sama !
2) Jelaskan pengaruh besar tahanan dan tegangan terhadap harga impedansi yang diperoleh
!
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 47
Lembar Kerja 4
Mengukur Arus Listrik
Alat dan Bahan:
1. Accu 12 volt ............................................................
2. Resistor 24 ohm/10 W ...........................................
3. Resistor 48 ohm/10 W ...........................................
4. Amper meter 0 – 2 A ..............................................
5. Volt meter 0 – 25 V ................................................
6. Kabel penyambung ................................................
7. Saklar pisau ............................................................
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
secukupnya
1 buah
Keselamatan Kerja:
1. Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar Kegiatan belajar
2. Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter, amper meter dan ohm meter),
mulailah dari batas ukur yang besar
3. Hati-hati dengan air accu, jangan sampai mengenai badan atau benda disekitarnya
Langkah Kerja:
1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan.
2. Hubungkan semua peralatan seperti gambar dibawah ini :
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Bacalah penunjukkan jarum volt meter dan amper meter. Catatlah !
Hitunglah nilai resistansi berdasarkan penunjukkan volt meter dan amper meter. Hasilnya
apakah mendekati hambatan yang dipasang ?
Gantilah resistor dengan 48 Ohm. Hubungkan saklar pisau.
Bacalah penunjukkan jarum volt meter dan amper meter. Catatlah !
Hitunglah nilai resistansi berdasarkan penunjukkan volt meter dan amper meter. Hasilnya
apakah mendekati hambatan yang dipasang ?
Buat kesimpulan dari hasil percobaan diatas !
Kembalikan semua peralatan setelah selesai melakukan percobaan !
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 48
Lembar Kerja 5
Dioda Semikonduktor
Alat dan Bahan:
1) Diode 1N 4002 .......................................................
2) Sumber Daya 12 V DC ............................................
3) Lampu LED .............................................................
4) Voltmeter dan Amperemeter DC ...........................
1 buah
1 Unit
1 buah
1 unit
Kesehatan dan Keselamatan Kerja
1) Periksalah terlebih dahulu semua komponen aktif maupun pasif sebelum digunakan !
2) Bacalah dan pahami petunjuk pratikum pada lembar kegiatan belajar!
3) Hati-hati dalam penggunaan peralatan pratikum!
Langkah Kerja:
1) Siapkanlah Gambar rangkaian serta alat dan bahan yang diperlukan pada rangkaian
dibawah ini !
2) Rakitlah rangkaian seperti Gambar 25 di atas, usahakan agar komponen diode tidak
terbalik anode dan katodenya dan periksakan hasil rangkaian pada instruktur !
3) Setelah dinilai benar hubungkan dengan sumber tegangan DC 3 Volt.
4) Lakukanlah pengamatan pada simpul pengukuran yang ada serta catatlah hasil
pengukuran tersebut pada Tabel 9 !
5) Untuk pengukuran arus, simpul pengukuran yang diamati adalah :Simpul No. 2. Sedangkan
pengukuran tegangan, simpul pengukuran yang diamati adalah: Simpul No. 2 s/d No. 0
6) Lakukanlah kembali langkah No. 2 s/d No. 5 untuk rangkaian dibawah ini, serta masukkan
data pengamatan pada Tabel 9 !
7) Jika telah selesai semua maka lepaskan sumber DC dari rangkaian dan kembalikan semua
alat dan bahan ke tempat semula.
Latihan
1) Bagaimana dioda semikonduktor dibentuk ?
2) Bagaimana arus pada dioda yang diberi bias mundur ?
3) Bagaimana arus pada dioda yang diberi bias maju?
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 49
Lembar Kerja 6
Transistor
Alat dan Bahan :
1) Catu daya 16 V AC …… ………………………………………..
2) Osiloskop dua kanal (dual trace)………………………….
3) Ampermeter …….………………………………………...........
4) Multimeter ………………………………………........………...
5) Transistor BC 547……....…………………………....……......
6) Resistor 200 W 2 A ……………......…………………….......
7) Kabel penghubung ……………....…….…………..............
1 unit
1 unit
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
secukupnya
Kesehatan dan Keselamatan Kerja:
1) Hati-hatilah dalam pemakaian alat ukur !
2) Jangan menghidupkan catu daya sebelum rangkaian diperiksa secara cermat.
3) Segera kembalikan saklar pemilih alat ukur Multimeter dari posisi Ohm ke posisi Vac
setelah melakukan pengukuran dengan besaran Ohmmeter.
Langkah Kerja:
1) Periksalah dan uji transistor dan resistor dengan Ohmmeter sebelum digunakan !
2) Rakitlah rangkaian transistor sebagai sakelar seperti pada gambar di bawah ini !
3) Setelah rangkaian diperiksa secara cermat dan tidak ada kesalahan pada rangkaian,
hubungkanlah saklar dan catu daya !
4) Aturlah tegangan dari generator fungsi hingga tegangan keluaran adalah 2 Vpp dan
frekuensi = 5 KHz !
5) Ukurlah besaran arus kolektor dan arus basis, catatlah hasil pengukuran tersebut ke Tabel
10!
6) Amatilah pada layar osciloscope bentuk gelombang kotak dari FG dan ukurlah tegangan
kolektor-emitor saat sakelar terbuka dan catatlahlah data tersebut kedalam Tabel 10!
7) Gambarkanlah bentuk kedua gelombang tersebut !
8) Lakukanlah langkah-langkah percobaan tersebut di atas dengan menaikkan tegangan
keluaran generator fungsi hingga 4 Vpp !
9) Selesai percobaan, kembalikanlah alat dan bahan ke tempatnya semula !
10) Tabel 10. Pengaturan Tegangan
Latihan
1) Jelaskanlah prinsip kerja rangkaian di atas?
2) Gambarkan bentuk gelombang keluaran dari frekuensi generator pada osiloskop ?
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 50
Lembar Kerja 7
GERBANG LOGIKA DASAR
Alat dan bahan
1. Power supply 5 volt DC ……………….………………………
2. Trainer Digital ……………………………………………..………
3. IC TTL tipe7400 (NAND gate) ………………………………
4. IC TTL tipe7402 (NOR gate) …………………………….…..
5. IC TTL tipe7404 (NOT gate) …………………………………
6. IC TTL tipe7408 (AND gate) …………………………………
7. IC TTL tipe7432 (OR gate) ………………………………..….
8. IC TTL tipe7486 (Ex-OR gate) ……………………….………
9. Jumper …………………………………………………………..……
1 buah
1 buah
1buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
secukupnya
Langkah kerja
1. Siapkan power supply 5 volt DC
2. Hubungkan terminal Vcc dari semua modul pada tegangan 5 volt DC
3. Hubungkan terminal ground dari semua modul
4. Buatlah rangkaian gerbang seperti gambar 1
5. Berikan kondisi logik sesuai pada tabel 1
6. Catat hasilnya pada kolom output
Tabel 1
Gambar 1
INPUT
OUTPUT
A
B
Y
0
0
0
1
1
0
1
1
7.
Ulangi langkah kerja 4 dan 5 untuk rangkaian gerbang logika yang lain :
a. OR gate
Tabel 2
Gambar 2
INPUT
OUTPUT
A
B
Y
0
0
0
1
1
0
1
1
b. NOT gate
Tabel 3.
INPUT
A
0
1
Gambar 3
OUTPUT
Y
c.
NAND gate
Tabel 4
INPUT
OUTPUT
A
B
Y
0
0
0
1
1
0
1
1
d. NOR gate
Tabel 5
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Gambar 4
Gambar 5
Hal 51
INPUT
A
B
0
0
0
1
1
0
1
1
e.
f.
8.
9.
OUTPUT
Y
Ex-OR gate
Tabel 6
INPUT
OUTPUT
A
B
Y
0
0
0
1
1
0
1
1
Ex-NOR gate
Tabel 7
INPUT
OUTPUT
A
B
Y
0
0
0
1
1
0
1
1
Gambar 6
Gambar 7
A
B
Y
Buatlah kesimpulan dan laporan dari hasil praktek yang telah dilakukan!
Kalau sudah selesai, rapikan tempat, kembalikan bahan ke tempatnya semula dan
bersihkan lingkungannya
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 52
LEMBAR PENILAIAN TEST PRAKTIK
Nama Peserta
No. Induk
Nama Jenis Pekerjaan
: ...................................................
: ...................................................
: ...................................................
PEDOMAN PENILAIAN
No
Aspek Penilaian
1
1
2
2
3
4
5
6
Perencanaan
1.1. Persiapan alat dan bahan
1.2. Menganalisa jenis desain
Sub total
Membuat tata letak
2.1. Penyiapan tata letak
2.2. Menentukan Ilustrasi dan warna
Sub total
Proses (Sistematika & Cara Kerja)
3.1. Cara membuat ilustrasi
3.2. Cara melakukan tata letak
3.3. Cara menetapkan warna
Sub total
Kualitas Produk Kerja
4.1. Hasil desain cover buku fiksi
sesuai dengan isi buku
4.2. Hasil desain cover memenuhi
unsur estetika
4.3. Pekerjaan diselesaikan dengan
waktu yang telah ditentukan
Sub total
Sikap/Etos Kerja
5.1. Tanggung jawab
5.2. Ketelitian
5.3. Inisiatif
5.4. Kemandirian
Sub total
Laporan
6.1. Sistimatika penyusunan laporan
6.2. Kelengkapan bukti fisik
Sub total
Total
Skor
Maks
3
Skor
Perolehan
4
Keterangan
5
5
5
10
5
5
10
10
10
10
30
10
10
10
30
2
3
3
2
10
4
6
10
100
KKM praktek adalah 78
Melihat hasil yang diperoleh maka nama ...................... * dapat / tidak dapat melanjutkan ke
modul berikutnya.
Karanganyar, ................................
Praktikan/Siswa/Peserta Didik
Instruktur
Teguh Priyanto, S.Pd.T
(..........................)
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
(.................................................)
Hal 53
Tri Ani SW. S.Kom
(..........................)
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 54
KRITERIA PENILAIAN
No
1
Aspek Penilaian
Perencanaan
1.1. Persiapan alat dan bahan
1.2. Menganalisa jenis desain
2
Membuat tata letak
2.1. Penyiapan tata letak
2.2.
3
Menentukan jenis ilustrasi
dan warna
Proses (Sistematika & Cara Kerja)
3.1. Cara membuat ilustrasi
3.2. Cara melakukan tata letak
3.3. Cara menetapkan warna
4
Kualitas Produk Kerja
4.1. Hasil desain cover buku
fiksi sesuai dengan isi
buku
4.2. Hasil desain cover
memenuhi unsur estetika
5
4.3. Pekerjaan diselesaikan
dengan waktu yang telah
ditentukan
Sikap/Etos Kerja
5.1. Tanggung jawab
5.2. Ketelitian
5.3. Inisiatif
5.4. Kemandirian
6
Kriteria Penilaian
 Alat dan bahan disiapkan
kebutuhan
 Alat dan bahan disiapkan tidak
kebutuhan
 Merencanakan sesuai tahapan/
desain
 Tidak merencanakan tahapan/
desain
Skor
sesuai
5
sesuai
1
proses
5
proses
1
 Tata letak disiapkan sesuai prosedur
 Tata letak tidak disiapkan sesuai
prosedur
 Model susunan dilengkapi dengan
intruksi penyusunan
 Model susunan tidak dilengkapi dengan
instruksi penyusunan
5
 Ilustrasi dibuat sesuai dengan isi buku
 Ilustrasi dibuat tidak sesuai isi buku
 Tata letak memenuhi dasar-dasar
estetika
 Tata letak tidak memenuhi dasar-dasar
estetika
 Penggunaan warna memenuhi harmoni
warna
 Penggunaan warna tidak harmoni
10
1
10
 Hasil desain sesuai dengan isi buku
 Hasil desain tidak sesuai denan isi buku
 Hasil desain menerapkan unsure estetika
 Hasil desain tidak memenuhi estetika
 Menyelesaikan pekerjaan lebih cepat
dari waktu yang ditentukan
 Menyelesaikan pekerjaan tepat waktu
 Menyelesaikan
pekerjaan
melebihi
waktu yang ditentukan
10
1
10
 Membereskan kembali alat dan bahan
yang dipergunakan
 Tidak membereskan alat dan bahan yang
dipergunakan
 Tidak banyak melakukan kesalahan kerja
 Banyak melakukan kesalahan kerja
 Memiliki inisiatif bekerja
 Kurang/tidak memiliki inisiatif kerja
 Bekerja tanpa banyak diperintah
 Bekerja dengan banyak diperintah
2
1
5
1
1
10
1
1
8
10
2
1
3
1
3
1
2
1
Laporan
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
Hal 55
6.1. Sistimatika penyusunan
laporan
6.2. Kelengkapan bukti fisik
Modul_KK1_RPL/SMKN2Kra/2011
 Laporan disusun sesuai sistimatika yang
telah ditentukan
 Laporan disusun tanpa sistimatika
 Melampirkan
bukti
fisik
hasil
penyusunan
 Tidak melampirkan bukti fisik
4
1
6
2
Hal 56