Komponen asas elektronik dan fungsinya10 min read

Peranti elektronik memainkan peranan penting dalam kehidupan kita hari ini. Telefon pintar, komputer dan televisyen misalnya terdiri daripada komponen elektronik yang banyak. Jika anda pernah membedah peranti tersebut, mesti anda pernah melihat komponen elektronik yang sangat kecil dan banyak sehingga susah untuk kita faham apakah peranan setiap komponen tersebut. Komponen elektronik di dalam peranti kita memainkan pelbagai fungsi. Terdapat banyak jenis komponen elektronik yang ada. Artikel ini akan menerangkan beberapa komponen asas yang terdapat di dalam peranti elektronik dan fungsinya.

Komponen pasif dan aktif

Terdapat dua jenis utama di dalam komponen elektronik iaitu pasif dan aktif. Apakah beza antara komponen pasif dan aktif? Komonen pasif hanya boleh menggunakan atau menyimpan tenaga yang diperoleh. Manakala, komponen aktif mampu memberikan kuasa ke dalam litar dan juga mengawal dan menggandakan arus elektrik di dalam litar. Di bawah merupakan contoh komponen pasif dan juga aktif. Bahagian seterusnya akan menerangkan apakah komponen tersebut serta fungsinya.

Perintang

Perintang adalah komponen elektronik yang ringkas. Peringtang bukanlah sesuatu komponen yang kompleks kenara rintangan adalah sesuatu sifat semula jadi kesemua konduktor. Wayar biasa pun memunyai rintangan, namun hanya sedikit nilainya.

Komposisi perintang

Oleh itu, perintang terdiri daripada wayar yang dililitkan ada sebuah penebat seperti rod seramik. Semakin tinggi nilai lilitan tersebut, semakin tinggi nilai rintangan tersebut. Nilai rintangan tersebut juga bergantung kepada ketebalan wayar tersebut. Jenis perintang yang biasa terdapat pada litar voltan rendah dipanggil perintang filem karbon.

Fungsi perintang

1. Mengawal arus elektrik

Kenapa perlu untuk perintang memberi rintangan pada arus elektrik? Bukankah ianya sesuatu pembaziran kerana perintang memberi rintangan tersebut dengan menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga haba. Perlu kita tahu bahawa kadang kala perlunya untuk kita mengawal berapa banyak arus elektrik yang boleh mengalir bahagian litar tertentu. Terdapat beberapa komponen elektrik dan elektronik yang lain tidak mampu menampung arus elektrik yang tinggi. Oleh itu, ianya menjadi tanggungjawab perintang untuk mengawal arus tersebut. Hukum ohm boleh digunakan untuk membuat pengiraan berapakah nilai peringtang yang perlu digunakan.

2. Membahagi voltan

Perintang juga kadangkala digunakan untuk membahagikan voltan kepada voltan yang lebih rendah. Kadangkala, terdapat komponen elektronik yang lain memerlukan voltan lebih rendah seperti mikropengawal yang hanya memerlukan 3.3V untuk berfungsi. Contohnya jika anda mempunyai bateri bersaiz 12V, dan anda boleh menggunakan formula pembahagi voltan untuk menentukan nisbah penrintang yang anda boleh gunakan

V_{out}=V_{in}[\frac{R_2}{R_1+R_2}]

Kapasitor

Apakah itu kapasitor? Kapasitor adalah komponen dua terminal yang mampu menyimpan tenaga di dalam medan elektrik secara elektrostatik. Kapasitor boleh dianggap sebagai bateri yang mempunyai kapasiti yang sangat kecil dan mampu dicas dan nyahcas tidak sampai sesaat.

Komposisi kapasitor

Kapasitor datang dalam pelbagai saiz dan bentuk. Struktur dalaman kapasitor terdiri daripada dua plat konduktor yang dipisahkan penebat atau bahan dielektrik. Dielektrik ialah bahan yang bukan konduktor seperti kaca, seramik, udara, kertas atau mica. Apabila anda mengenakan voltan pada dua plat tersebut, ianya akan menyebabkan satu plat akan mengumpul cas positif dan satu lagi plat mengumpul cas negatif. Kapasitor tersebut akan terus mengumpul cas tersebut walaupun anda berhenti mengenakan voltan sehinggalah anda meyambungkannya kepada beban elektrik.

Fungsi kapasitor

1. Menghalang elektrik arus terus (DC)

Berdasarkan komposisi yang kita dah belajar diatas, kapasitor ialah sebuah komponen yang terdapat pisahan ditengahnya. Ini menyebabkan arus elektrik DC tidak mampu dialirkan menyeberangi kapasitor. Namun demikian, arus elektrik AC mampu dialirkan menyeberangi kapasitor. Di dalam aplikasi elektrik atau elektronik, kadang-kala terdapat pencampuran sumber voltan DC dan AC kapasitor digunakan untuk membuang arus DC daripada arus AC tersebut.

2. Menstabilkan voltan

Sumber tenaga elektrik tidak semestinya stabil. Terdapat isyarat hingar di dalam sumber yang akan menjejaskan prestasi atau fungsi komponen lain. Misalnya, jika anda menggunakan mikropengawal, anda tidak mahu voltan yang diberikan jatuh melebihi tolenransi yang ditetapkan. Kapasitor yang mampu menyimpan tenaga ketika lonjakan voltan boleh melepaskan tenaga tersebut ketika voltan jatuh menjadikan arus lebih stabil. Aplikasi ini dipanggil sebagai turas laluan rendah (low pass filter).

Baca lebih lanjut mengenai kapasitor

Induktor

Seperti kapasitor, induktor juga mampu menyimpan tenaga elektrik. Namun, ia disimpan di dalam bentuk tenaga magnetik. Induktor merupakan penemuan penting yang membolehkan transformer dicipta.

Komposisi induktor

Ambil sebuah wayar, dan lilitkan wayar tersebut banyak kali dan tahniah anda telah menghasilkan induktor! Induktor adalah komponen elektronik yang paling ringkas. Ianya hanya terdiri daripada wayar yang dililitkan berkali-kali. Induktor yang terdapat dijual dipasaran kadang kala dililitkan pada bahan seperti ferum atau ferum berlamina untuk menigkatkan induktans. Bentuk induktor juga memainkan peranan. Terdapat bentuk seperti donut, dan juga bentuk rod (atau solenoid). Bentuk donat memberikan induktans yang lebih kuat.

Fungsi induktor

1. Penapis (Filter)

Kegunaan yang paling biasa bagi induktor ialah sebagai penapis frekuensi di dalam litar tertala. Ianya digunakan bersama kapasitor dan perintang sama ada dalam sambungan selari atau siri untuk memberntuk penapis. Impedans induktor akan meningkat jika frekuensi juga meningkat. Oleh itu, induktor dengan sendirinya bertindak sebagai turas laluan rendah (low-pass filter). Apabila induktor digunakan bersama kapasitor, panapis takuk (notch filter) boleh dihasilkan. Penapis takuk bermaksud hanya membenarkan jurang frekuensi yang anda mahu (contohnya, 750Mhz-1000MHz). Aplikasi penapis ini banyak diguanakan dalam apan litar radio.

2. Menghalang arus elektrik AC

Jika kapasitor mampu menghalang arus DC, induktor pula mampu menghalang arus AC. Apabila arus AC melalui sesebuah induktor, ianya akan menghasilkan arus berlawanan. Hanya arus DC dibenarkan untuk melalui induktor tersebut. Kebiasannya, aplikasi ini dijumpai di dalam litar bekalan kuasa seperti yang perlu menukarkan arus AC ke arus DC seperti yang ada di dalam penyesuai pengecas telefon bimbit anda.

Diod

Diod merupakan komponen dua terminal yang berpolariti, iaitu anod dan katod. Disebabkan itu, orientasi penyambungan diod adalah penting. Diod hanya membolehkan arus elektrik mengalir dalam satu arah sahaja. Ia umpama polis trafik yang memastikan kereta dipandu dalam satu arah. Ciri ini diguna untuk membuatkan diod menyumbang dalam banyak aplikasi yang kita akan lihat bahagian seterusnya. Terdapat beberapa jenis diod iaitu diod zener, diod shottky, dan yang paling dikenali ramai, diod pemancar cahaya (LED). Untuk menceritakan fungsi setiap jenis diod memerlukan artikel lain kerana banyak benda boleh dibincangkan. Dalam artikel kali ini, mari kita lihat diod secara umumnya.

Komposisi diod

Terdapat dua jenis komposisi dalaman diod, iaitu diod vakum dan juga diod semikonduktor. Diod vakum banyak digunakan pada televisyen CRT (Cathod Ray Tube) dan teknologi komputer paling awal. Di samping itu, diod yang sering digunakan di dalam perkakasan elektronik hari ini adalah jenis diod semikonduktor. Diod semikonduktor mempunyai bahagian semikonduktor p-type dan n-type. Bahagian ini biasanya diperbuat daripada silikone.

Fungsi diod

1. Perlindungan arus terbalik

Cuba ingat balik, pernahkan anda memasang bateri pada barangan elektronik atau kereta mainan? Apa yang berlaku? Pastinya anda dan barangan elektronik tersebut selamat kerana pereka litar elektronik tersebut telah menggunakan diod untuk melindungi arus terbalik daripada pemasangan bateri yang terbalik tersebut. Perlindungan ini perkara yang biasa dibuat oleh pereka litar elektronik sebagai langkah berjaga-jaga kerana manusia sering membuat kesilapan. Oleh itu, barangan elektronik tersebut selamat daripada kerosakan.

2. Menukar arus AC kepada DC

Seperti yang kita tahu, arus AC ialah arus ulang alik yang membuatkan arus elektrik mengalir dalam dua arah. Diod, komponen yang hanya membenarkan arus elektrik mengalir dalam satu arah mampu menukarkan arus AC tersebut kepada arus DC. Teknik ini dipanggil sebagai penerus (rectifier). Jika hanya satu diod digunakan, kita dapat hasilkan penerus separuh-gelombang (half-wave rectifier) manakala empat diod boleh digunakan untuk menghasilkan penerus gelombang penuh (full wave rectifier). Jika ditambah dengan kapasitor, ia boleh memberikan hasil arus yang lebih stabil. Fungsi ini luas digunakan dalam litar bekalan elektrik dirumah seperti pengecas telefon, komputer dan mana-mana perkakasan yang berfungsi dalam arus DC tetapi mengambil bekalan daripada arus AC.

Transistor

Trasnsistor merupakan komponen elektronik yang agak sukar untuk difahami. Namun, tidak dinafikan, transistor sangat berguna dan telah merevolusikan bidang elektronik. Komputer moden menggunakan transistor sebagai mekanisme asas untuk menyimpan dan memindahkan data. Transistor merupakan komponen aktif berkaki tiga. Ianya biasa digunakan sebagai amplifier dan suis. Anda boleh anggap transistor ini sebagai geganti tanpa bahagian mekanikal yang bergerak. Oleh sebab itu, transistor sangat efisien dan mampu menghidupkan dan mematikan arus elektrik berbilion kali dalam satu saat.

Komposisi transistor

Transistor hari ini diperbuat daripada silikone, sebuah bahan semikoduktor yang boleh didapati daripada pasir. Bahan ini lebih tahan suhu dan murah untuk dihasilkan. Terdapat beberapa jenis transistor iaitu BJT (Bipolar Junction Transistor), FET (Field Effect Transistor) dan MOSFET (Metal Oxide Field Effect Transistor). Sama seperti diod, transistor mempunyai bahagian p-type dan n-type. Di dalam diod, bahagian n-type dan p-type disambungkan umpama kuih seri muka. Di dalam transistor BJT, jika bahagian n-type diapitkan oleh dua bahagian p-type, transistor jenis PNP dihasilkan. Manakala, jika bahagian p-type diapitkan oleh dua bahagian n-type, transistor jenis NPN dihasilkan. Mungkin anda boleh fikir transistor adalah seperti biskut oreo. Sebab itu, ianya mempunyai tiga kaki.

Fungsi transistor

1. Get logik di dalam komputer dan kalkulator

Komputer adalah mesin yang menggunakan bahasa binari ‘0’ dan ‘1’ untuk menyimpan data. Data binari ini diproses oleh get logik yang terdiri daripada beberapa buah transistor. Get logik juga digunakan di dalam kalkulator (dan juga komputer) untuk operasi aritmetik seperti tambah dan tolak. Di dalam RAM komputer, transistor disusun supaya ianya boleh menyimpan data secara sementara. Malah, di dalam mikropemproses hari ini, terdapat lebih kurang 50 bilion transistor!

2. Sebagai amplifier untuk menguatkan isyarat elektrik

Transistor merupakan komponen elektrik yang mampu menguatkan isyarat elektrik yang lemah. Sebagai contoh di dalam alat bantuan pendengaran, terdapat sebuah mikrofon yang mengambil isyarat suara dan menukarkannya kepada isyarat elektrik. Oleh kerana isyarat elektrik ini terlalu kecil, ianya perlu dibesarkan menggunakan litar transistor. Aplikasi ini juga digunakan di dalam sistem audio dan elektronik di dalam sistem komunikasi.

Rujukan

https://www.build-electronic-circuits.com/basic-electronic-components/

https://blog.mide.com/how-electronic-components-work