5.6 Logika BICMOS



 

1. Tujuan[Kembali]

  • Mengetahui dan memahami penggunaan BICMOS Logika
  • Mampu membuat rangkaian dari materi yang diberikan

2. Alat Dan Bahan[Kembali]

 Alat

1. Power Supply DC

 


Generator DC atau generator arus searah (DC) adalah salah satu jenis mesin listrik, dan fungsi utama mesin generator DC adalah mengubah energi mekanik menjadi listrik DC (arus searah). Proses perubahan energi menggunakan prinsip gaya gerak listrik yang diinduksi secara energi. tegangan yang digunakan adalah  0-5v

 
 

 

 

2. Voltmeter

 


 

3. Ground

Pengertian dan Fungsi Grounding Listrik - Panduan Teknisi

 

Bahan

1. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. 
resistor yang digunakan
1. 2 buah resistor 1 kohm
2. 1 buah resistor 2 kohm
3. 1 buah resistor 50 ohm
4. 1 buah resistor 8 kohm
5. 1 buah resistor 10 Kohm



2.Lampu Led

sebagai indikator



 



3. Transistor 

  • 2N2222A

2N2222A adalah Transistor NPN bipolar junction transistor yang seringkali ditemukan dalam berbagai rangkaian elektronik, seperti untuk Amplifier dan Switch. Ini adalah Transistor yang memiliki terminal Basis, Emitor dan Colector.

Common collector phototransistor circuit

 

  • 2SK1058
  


  • Transistor n-channel MOSFET
  •  
    N Mosfet with 8 pinout - Electrical Engineering Stack Exchange



3. Dasar Teori[Kembali]

 

A. Resistor
       Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm. Berikut cara membaca resistor

Kode Warna Resistor


    1. Resistor dengan 4 cincin kode warna

        Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor           pengali kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor.

    2. Resistor dengan 5 cincin kode warna

         Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan           faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor.

    3. Resistor dengan 6 cincin warna

        Resistor dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam       menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur              maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut

Kode Huruf Resistor

    

        Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi :

  •     R, berarti x1 (Ohm)
  •     K, berarti x1000 (KOhm)
  •     M, berarti x 1000000 (MOhm)

         Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi :

  •     F, untuk toleransi 1%
  •     G, untuk toleransi 2%
  •     J, untuk toleransi 5%
  •     K, untuk toleransi 10%
  •     M, untuk toleransi 20%

 B. Lampu LED

 

Lampu LED ini merupakan jenis Lampu yang paling hemat pemakaian energinya. Lampu ini konstruksinya kecil sehingga dapat diterapkan dalam berbagai aplikasi. Disamping itu, warna yang dihasilkan berwarna-warni sehingga nampak indah. Jenis-jenis Lampu memang sangat menguntungkan bagi kehidupan kita. Dengan mempergunakan jenis Lampu yang sesuai, maka dekorasi rumah kita dapat menjadi indah. Lampu ini merupakan sirkuit semikonduktor yang memancarkan cahaya ketika dialiri listrik. Sifatnya berbeda dengan filamen yang harus dipijarkan (dibakar) atau lampu TL yang merupakan pijaran partikel. Lampu LED memancarkan cahaya lewat aliran listrik yang relatif tidak menghasilkan banyak panas. Karena itu Lampu LED terasa dingin dipakai karena tidak menambah panas ruangan seperti lampu pijar. Lampu LEDjuga memiliki warna sinar yang beragam, yaitu putih, kuning, dan warna-warna lainnya.

D. Transistor 
     Transistor 2N2222A adalah negatif-positif-negatif (NPN) bipolar junction transistor yang digunakan untuk berbagai tujuan. Bersama dengan komponen elektronik lainnya, seperti resistor, kumparan, dan kapasitor, dapat digunakan sebagai komponen aktif untuk switch dan amplifier. Seperti semua transistor NPN lain, jenis ini memiliki terminal emitor, basis atau terminal kontrol, dan terminal kolektor. Dalam konfigurasi biasa, arus mengalir dari dasar ke emitor mengontrol arus kolektor.

E. Mosfet 

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) adalah sebuah perangkat semionduktor yang secara luas di gunakan sebagai switch dan sebagai penguat sinyal pada perangkat elektronik. MOSFET adalah inti dari sebuah IC ( integrated Circuit ) yang di desain dan di fabrikasi dengan single chip karena ukurannya yang sangat kecil. MOSFET memiliki empat gerbang terminal antara lain adalah Source (S), Gate (G), Drain (D) dan Body(B).

Depletion Mode:

Ketika tidak ada tegangan pada Gate maka kondusi channel berada pada kondisi maksimum. Karena tegangan pada gerbang positif atau negative konduksi pada channel menurun.



Enhancement Mode

Ketika tidak ada tegangan pada Gate, MOSFET tidak akan bersifat konduksi. Tegangan yang meningkat pada Gate, maka sifat konduksi pada Channel semakin lebih baik.

 

 

N-Channel MOSFET,

Struktur N-Channel Mosfet atau disebut dengan NMOS terdiri dari subtract tipe P dengan daerah Source dan Drain deberi Difusi N+. Diantara daerah Source dan Drain terdapat sebuah celah sempit dari subtract P yang di sebut dengan channel yang di tutupi oleh isolator yang terbuat dari Si02

 

P-Channel MOSFET,

P-Channel MOSFET memiliki wilayah P-Channel diantara Source dan Drain. Dia memiliki empat terminal seperti Gate, Drain, Source dan Body. Struktur Transistor PMOS terdiri atas tipe-n dengan daerah Source dan Drain diberi difusi P+.

 

 
 
 
Materi

Keluarga logika BiCMOS mengintegrasikan perangkat bipolar dan CMOS pada satu chip dengan tujuan mendapatkan keuntungan yang hadir secara individual dalam keluarga logika bipolar dan CMOS. Sementara keluarga logika bipolar seperti TTL dan ECL memiliki keuntungan dari kecepatan switching yang lebih cepat dan kemampuan output drive saat ini yang lebih besar, skor logika CMOS atas rekan-rekan bipolar ketika datang ke disipasi daya yang lebih rendah, margin kebisingan yang lebih tinggi dan kepadatan pengepakan yang lebih besar.

Logika BiCMOS berusaha untuk mendapatkan yang terbaik dari kedua dunia. Dua kategori utama perangkat logika BiCMOS telah muncul selama bertahun-tahun sejak diperkenalkan pada tahun 1985. Dalam satu jenis perangkat, sirkuit bipolar berkecepatan sedang dikombinasikan dengan sirkuit CMOS berkinerja tinggi. Di sini, sirkuit CMOS terus memberikan disipasi daya rendah dan kepadatan pengepakan yang lebih besar. Penggunaan selektif sirkuit bipolar memberikan peningkatan kinerja. Pada kategori lain, komponen bipolar dioptimalkan untuk menghasilkan sirkuit berkinerja tinggi. Dalam paragraf berikut, kami akan secara singkat menggambarkan inverter BiCMOS dasar dan sirkuit NAND.

 5.6.1 BICMOS Inverter


Gambar 5.5 menunjukkan skema internal invrter BICMOS. Ketika inputan LOW, N-channel MOSFET Q2 dan Q3 akan mati. P-channel MOSFET Q1 dan N-channel MOSFET Q4 akan hidup. transistors utamanyaQ5 danQ6 masing-masing berada di negara bagian ON dan OFF. Transistor Q6 mati karena tidak ada menerima arus pada forward kaki base emitter yang terhubung dengan Q4. Transistor Q6 nonaktif karena tidak mendapatkan tegangan pemancar dasar yang bias ke depan yang diperlukan karena melakukan Q4. Melakukan Q5 mendorong output ke status TINGGI, mencari arus penggerak besar ke beban. Inputan dengan logika HIGH ditunjukkan dengan persamaan 

  

              

            Kemampuan sumber arus dari gerbang NAND tertentu adalah IOH ketika outputnya dalam berstatus logika TINGGI. sehingga keluaran gerbang logika akan dapat menggerakkan maksimum input IOH/IIH ketika berada dalam status logika TINGGI.Saat keluaran gerbang logika dalam keadaan logika RENDAH, maka dapat dinyatakan arus-tenggelam maksimum kemampuan IOL. Dalam hal ini output dari gerbang logika akan dapat menggerakkan input IOL/IIL maksimal ketika berada dalam keadaan logika LOW.

5.6.2 BICMOS NAND

        Gambar 5.56 Menunjukkan skema dari dua inputan NAND pada logika BICMOS. Prinsip kerja dari rangkaian ini hampir sama dengan kasus pada inverter. Pada Q1-Q4 MOSFET merupakan NAND dua input dalam CMOS. Hampir mirip dengan rangkaian yang ditunjukkan gambar 5.55. Inverter pada gambar 5.55 digantikan dengan CMOS NAND di gambar 5.56. N-channel MOSFETQ3 di Fig. 5.55 digantikan oleh koneksi seri MOSFETs N-channel Q5 danQ6 untuk mengakomodasi dua input. Tingkat tegangan output bernegara TINGGI dan status RENDAH dari sirkuit ini diberikan oleh persamaan

4. Prosedur Percobaan[Kembali]

1. persiapkan alat dan bahan
2. perhatikan datasheet pada setiap komponen rangkain
3. rangkailah  komponen-komponen yang ada sesuai dengan datasheetnya
4. pastikan rangkaian berjalan dengan kondisi yang diinginkan

5. Prinsip Kerja Rangkaian[Kembali]

 

logika RENDAH

Prinsip kerja hampir sama dengan rangkaian BICMOS inverter. Ketika inputan berlogika RENDAH maka n-channel MOSFET M2, M1 OFF yang mengakibatkan n-channel M5 dan M6 serta transistor Q2 dan Q3 akan off k dan pada p-channel MOSFET akan ON yang diteruskan kepada p-channel Q5 menuju ke transistor Q1 2N222A menuju ke LED dan menghidupkan LED.


logika TINGGI

Ketika inputan bernilai HIGH, Q2 dan Q3 akan hidup. Mengakibatkan Q4 akan hidup dan output akan melalui Q3 dan Q4. Ketika Q4 mati karena tegangan sumber gerbangnya jatuh di bawah tegangan ambang batas yang diperlukan, output terus keluar sampai tegangan output sama dengan penurunan tegangan pemancar dasar Q6 yang bias ke depan di wilayah aktif. Arus yang melewati Q6 akan menuju ground.

5.6.2 BICMOS NAND

logika RENDAH
Prinsip kerja hampir sama dengan rangkaian BICMOS inverter. Ketika inputan berlogika RENDAH maka n-channel MOSFET M2, M1 OFF yang mengakibatkan n-channel M5 dan M6 serta transistor Q2 dan Q3 akan off k dan pada p-channel MOSFET akan ON yang diteruskan kepada p-channel Q5 menuju ke transistor Q1 2N222A menuju ke LED dan menghidupkan LED.

logika TINGGI

Kebalikan dengan logika RENDAH, Ketika inputan berlogika TINGGI maka n-channel MOSFET M2, M1 ON sedangkan p-channel Q4 dan Q5 OFF. keluaran dari M1 melalui M2 dan menuju M5 dengan logika rendah  hanya mengakibatkan lampu tetap OFF. dengan logika rendah menuju ke transistor Q2 2N2222A berakhir di ground.



6. Vidio Rangkaian[Kembali]


7. Contoh Soal[Kembali]

 1. Gambarkanlah suatu rangkaian yang menggunakan prinsip BICMOS inverter dengan indikator berupa LED


2. Gambarkanlah rangkaian yang menggunakan prinsip BICMOS NAND dengan indikator LED

 

8. Problem[Kembali]

 1.  Perhatikan rangkaian berikut ini, apabila salah satu logic state pada rangkaian tersebut berlogika satu maka apaka yang terjadi?


jawaban : yang terjadi apabila apabila kedua logicstate berlogika 1 adalah arus yang berasal dari suplay yang melewati transistor 2SJ162 dengan berlogika LOW dengan keluaran berlogika LOW. arus yang berasal dari suplay berlogika HIGH menuju transistor NMOSFET sehingga berkeluaran LOW. Hasil yang didapatkan adalah LED yang sebagai indikator hidup ketika salah satu inputannya HIGH

2. mengapa  transistor 2SJ162 berkeluaran HIGH walaupun inputan berlogika LOW
 
jawaban : hal ini dikarenakan memang fungsi dari transistor 2SJ162itu sendiri yang apabila  inputnya berlogika LOW ataupun HIGH maka outputnya akan berlogika HIGH

9. Soal Pilihan Ganda[Kembali]

 

1.transistor 2SJ50 berikut akan berkeluaran berlogika HIGH apabila inputannya 

a. berlogika HIGH
b. berlogika LOW
c. arus DC
d. A dan B benar
e. ISemua salah
jawaban D

 2. Perhatikan rangkaian berikut ini, Apa yang akan terjadi jika transistor Q2 2SK1058 diganti dengan transistor 2SJ50


a. LED menyala
b. LED akan mati
c. pada LED hanya akan berlogika LOW
d. Pada LED akan berlogika HIGH dan LOW
e. Semua salah
jawaban B dan D

10. Download File[Kembali]










Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)