blog ilmu pengetahuan

Jumat, 20 Desember 2013

Peluru Kendali

Peluru kendali jarak jauh telah diciptakan puluhan tahun yang lalu sebagai senajata militer, mulai dari yang tradisional yang menggunakan perhitungan gaya gravitasi untuk menentukan target hingga yang sekarang yang paling canggih rudal balistik antar benua yang menggunakan teknologi komputerisasi, disini apasih.com akan terangkan beberapa peluru kendali yang paling terkenal dan paling sering di dunia dari pertama kali ditemukan.

1. Peluru Kendali Balistik

Peluru kendali balistik adalah peluru kendali yang memakai lintasan trayektori yang ditentukan oleh balistik dalam sistem pengirimannya. Peluru kendali ini hanya dikendalikan dalam masa peluncuran saja. Peluru kendali balistik yang pertama adalah roket V-2 yang dikembangkan oleh Nazi Jerman pada 1930-an dan 1940-an atas instruksi dari Walter Dornberger. Peluru kendali balistik dapat diluncurkan dari lokasi tetap seperti silo misil, kendaraan peluncur, pesawat, kapal atau kapal selam. Tahap peluncuran dapat berlangsung dari puluhan detik sampai beberapa menit dan dapat terdiri sampai dengan tiga tingkat roket. Trayektori rudal balistik terdiri dari tiga tahap yaitu tahap peluncuran, tahap terbang bebas dan fase memasuki kembali atmosfir Bumi.

2. Peluru kendali jelajah

Peluru kendali jelajah adalah peluru kendali yang memakai sayap dan menggunakan jet sebagai tenaga penggerak. Peluru kendali jelajah intinya adalah bom terbang. Peluru kendali jelajah dirancang untuk membawa hulu ledak konvensional dalam jumlah besar atau nuklir dan dapat menjangkau ratusan mil dengan tingkat akurasi tinggi. Peluru kendali jelajah modern dapat terbang mencapai kecepatan supersonik atau di atas subsonik, menggunakan sistem kendali otomatis dan terbang pada ketinggian rendah untuk menghindari radar.

Rudal jelajah pertama yang dikembangkan adalah Kettering Bug yang dikembangkan oleh Amerika Serikat pada 1917 untuk digunakan dalam Perang Dunia I. Rudal ini terbang lurus untuk waktu yang telah ditentukan sebelumnya kemudian sayapnya akan dilepaskan untuk kemudian badan rudal yang mengandung hulu ledak jatuh menghujam tanah. Rudal ini tidak pernah digunakan dalam perang karena Perang Dunia I selesai sebelum rudal ini dapat digunakan. Rudal jenis ini yang terkenal antara lain adalah BGM-109 Tomahawk AS yang dapat mencapai jangkauan 1.100 km.

3. Peluru kendali anti-kapal

Peluru kendali anti-kapal adalah rudal yang fungsi utamanya adalah untuk menghancurkan kapal permukaan. Kebanyakan rudal anti-kapal menggunakan sistem pemandu inersial dan pelacak radar aktif. Rudal anti-kapal adalah salah satu dari sekian rudal jarak pendek yang digunakan dalam Perang Dunia II. Jerman menggunakannya untuk menenggalamkan banyak kapal sekutu sebelum pihak sekutu menemukan cara untuk mengatasinya (prinsipnya dengan radio jamming). Rudal anti-kapal dapat diluncurkan dari kapal, kapal selam, pesawat, helikopter dan kendaraan darat. Rudal anti-kapal yang terkenal dalam sejarah adalah rudal Jerman, Fritz X dan Henschel Hs 293.

4. Peluru kendali permukaan ke udara

Peluru kendali permukaan ke udara adalah peluru kendali yang diluncurkan dari permukaan (air atau darat) untuk menghancurkan pesawat. Istilah terkenal untuk rudal jenis ini adalah SAM yang merupakan singkatan dari rudal permukaan ke udara dalam bahasa Inggris yaitu suface-to-air missile. Rudal permukaan ke udara dapat diluncurkan dari lokasi tetap atau kendaraan peluncur. SAM terkecil yang dikembangkan oleh Uni Soviet dapat dibawa dan diluncurkan oleh seorang tentara. SAM juga dapat diluncurkan dari kapal, contoh dari jenis ini adalah Aegis.

5. Peluru kendali udara ke udara

Peluru kendali udara ke udara adalah rudal yang dipasang di pesawat terbang dengan target menghancurkan pesawat musuh. Rudal udara ke udara yang terkenal antara lain adalah AIM-9 Sidewinder buatan Amerika Serikat. Rudal jenis ini dapat mendeteksi target dengan menggunakan pelacak radar, inframerah atau laser. Rudal udara ke udara umumnya berbentuk panjang, silinder tipis untuk mengurangi efek gesekan pada kecepatan tinggi. Rudal ini umumnya digerakkan oleh satu atau lebih roket berbahan bakar padat atau cair. MBDA Meteor buatan Britania Raya menggunakan ramjet dan dapat mencapai kecepatan Mach 4.

6. Peluru kendali anti-tank

Peluru kendali anti-tank adalah rudal yang fungsi utamanya untuk menghancurkan tank atau kendaraan lapis baja lainnya. Rudal anti-tank generasi pertama seperti AG-3 Sagger dikendalikan dengan menggunakan joystick. Rudal anti-tank generasi kedua seperti BGM-71 TOW dan AGM-114 Hellfire menggunakan radio, penanda laser atau kamera di ujung rudal. Rudal anti-tank generasi ketiga seperti FGM-148 Javelin buatan AS dan Nag buatan India adalah dari jenis "tembak dan lupakan". Nag menggunakan pelacak inframerah serta gelombang milimeter.

7. Peluru kendali anti-balistik

Peluru kendali anti-balistik adalah peluru kendali dengan fungsi utama untuk menyergap dan menghancurkan peluru kendali balistik lawan. Rudal anti-balistik jarak pendek antara lain Arrow buatan Israel dan MIM-104 Patriot buatan AS. Sedangkan rudal anti-balistik yang dirancang untuk melawan ICBM sebelumnya hanya ada dua yaitu Safeguard AS yang menggunakan LIM-49A Spartan dan Sprint serta A-35 Rusia. A-35 kemudian dikembangkan menjadi A-135 yang menggunakan Gorgon dan Gazelle. Amerika Serikat kemudian mengembangkan Ground-Based Midcourse Defense.

8. Peluru kendali anti-satelit

Peluru kendali anti-satelit adalah rudal yang memiliki fungsi untuk menghancurkan satelit buatan musuh. Rudal jenis ini antara lain adalah Anti-satellite weapons (ASAT) yang diluncurkan dari pesawat. Rudal jenis ini relatif masih dalam tahap pengembangan.

9. Torpedo

Torpedo adalah proyektil berpenggerak sendiri yang diluncurkan dari atas permukaan atau di bawah permukaan air yang kemudian meluncur di bawah permukaan air, dirancang untuk meledak pada kontak atau jarak tertentu dengan target. Torpedo dapat diluncurkan dari kapal, kapal selam, helikopter, pesawat dan ranjau laut. Beberapa contoh torpedo modern antara lain MK 48 AS yang diluncurkan dari tabung torpedo kapal selam dan menggunakan sonar pasif atau aktif, serta VA-111 Shkval buatan Rusia yang menggunakan efek superkavitasi dapat mencapai kecepatan 200 knot atau 370 km/jam.

Peluru Kendali

Rudal S-300

KASKUS-(IDB) : Sejarah sistem hanud yaitu keluarga S-300. Sistahanud S-300 saat ini masih menjadi tulang punggung utama pertahanan udara Rusia dan negara-negara importir seperti China, Vietnam dan pecahan Uni Soviet seperti Polandia, Rep Ceko dan Ukraina.

Sekalipun belum pernah "mencicipi" medan tempur sesungguhnya namun performa keluarga S-300 sangat diperhitungkan, radar komando serang dan radar manajemen tempur Phased array, rudal dengan performa tinggi berkecepatan mach 6 dan kemampuan manuver 30-60 G dan sistem pemanduan SAGG(Seeker Aided Ground Guidance) serta mobilitas untuk seluruh komponen baterai merupakan fitur-fitur utama dari keluarga S-300 yang membuatnya mampu menggentarkan calon-calon penyerang negara pemilik.

Namun demikian semua fitur itu tidak datang melalui keajaiban atau TOT barang abal-abal melainkan kerja keras dan cerdas, visi dan waktu riset yang lama. Sistem S-300 yang kita kenal saat ini berawal dari tahun 1966 dimana sistem hanud jarak jauh S-200 "Angara" selesai diuji-coba (S-200 masuk dinas resmi setahun kemudian yaitu 1967) Pada saat itu dibuka suatu kompetisi untuk sistem hanud jarak "menengah" sebagai pengganti S-75 Dvina.

Kompetisi tersebut mensyaratkan bahwa sistahanud jarak menengah soviet nantinya mutlak harus memiliki kemampuan menyerang beberapa target sekaligus dan menembak jatuh target dengan RCS rendah. Sebagai tambahan angkatan darat Soviet juga mensyaratkan sistem baru ini untuk dapat menembak jatuh rudal balistik seperti Pershing atau Lance.

Kompetisi tersebut diikuti oleh dua biro desain. S-500U dan S-300, S-500U segera dieliminasi karena sistem ini tidak memiliki kemampuan untuk menembak jatuh rudal, dengan demikian S-300 lah yang diterima untuk dikembangkan lebih lanjut.

Bapak dari S-300 A.A Raspletin (1908-1967)
Pengembangan S-300 menghadapi kesulitan tinggi terutama karena sistahanud ini akan distandarisasi untuk memenuhi kebutuhan Pasukan pertahanan udara negara (PVO-S) Pasukan pertahanan udara angkatan darat (PVO-SV) dan Angkatan laut.

Pasukan pertahanan udara negara memerlukan sistem yang memiliki mobilitas tinggi dan kemampuan untuk menembak jatuh rudal jelajah yang terbang rendah. Angkatan darat memerlukan sistem yang tidak hanya memiliki mobilitas tinggi namun juga mutlak harus dapat menembak jatuh rudal balistik selain pesawat terbang sementara Angkatan laut memerlukan pula sistem yang mampu menembak jatuh rudal jelajah.

Pada proses desain terjadi perdebatan mengenai desain sistem S-300 yang pada akhirnya mencapai titik temu dimana varian angkatan darat dikembangkan tersendiri menjadi S-300V sementara varian untuk PVO-S dan Angkatan laut dapat distandarisasi menjadi varian S-300P dan S-300F dengan menggunakan desain rudal dan radar yang serupa (namun tak sama)

Tahun 1967 adalah tahun yang berat (Tapi untuk biro desain Vympel dan NIIP Thikomirov mungkin senang.. karena 2K12 Kub/SA6 "gainful" masuk dinas setelah berjuang dari tahun 1958) dalam pengembangan keluarga S-300 tak lain karena berpulangnya pelopor dari sistem ini yaitu A.A Raspletin. Namun sebelum meninggal beliau membuat keputusan penting yang berkaitan dengan perkembangan S-300 sehingga menjadi seperti saat ini yaitu :

Penggunaan radar Phased array untuk semua komponen radar sistem (walaupun dalam prakteknya ada yang tidak)
Penggunaan teknologi semikonduktor dan komputer digital untuk prosesor dari S-300.

Dua keputusan itulah yang meletakkan dasar S-300 dan berlaku untuk semua varian termasuk S-300V.

Pengembangan keluarga S-300pun berlanjut hingga ke tahun 1970'an dengan berbagai uji-coba yang dilangsungkan di medan uji coba Sary Shagan di kazakhstan dan Kapustin Yar di Rusia.

Pada uji coba tersebut dijumpai masalah dimana sistem pemanduan SAGG (Seeker Aided Ground Guidance) Yang sudah direncanakan untuk memandu rudal 5V55 rancangan biro desain Fakel ternyata tidak dapat bekerja pada target yang terbang dibawah ketinggian 500 m. Penyebab masalah ini tidak jelas namun menurut dugaan TS masalah ada pada kepala pandu rudal 5V55 yang belum dapat menyaring ground clutter.

Masalah lainnya dijumpai pada pengembangan sasis swagerak yang dikembangkan oleh pabrikan MAZ. Pada akhirnya diputuskan untuk tetap mengoperasikan S-300 sambil menunggu kedua masalah tersebut selesai.

Tim desain S-300 kemudian mengubah skema pemanduan S-300 dari SAGG menjadi pandu komando (Command Guidance) Hasilnya adalah S-300PT "Biryuzha" dengan radar 5N63 sebagai radar komando serang, 5N64 atau 36D6 sebagai radar manajemen tempur. Untuk menghancurkan target yang terbang rendah digunakan mast atau tiang 40V6.

Radar 5N63 (Flap Lid A) Rada komando serang pada S-300PT

Radar 5N63 (Flap Lid A) pada sistem tiang 40V6

Radar 36D6 (Tin Shield) Radar manajemen tempur pada S-300PT

Radar 5N66 "Clam Shell" pada S-300PT untuk memburu rudal jelajah

Rudal pada sistem S-300PT menggunakan 5V55K dengan daya jangkau 47 Km. Rudal ini menggunakan sistem konvensional dengan airframe silindris dan kontrol pada bagian ekor disertai dengan TVC (Thrust Vector Control)Seperti pada gambar 2 dibawah.

Rudal 5V55 untuk S-300 Rudal ini memiliki kecepatan maksimum mach 6 dan terbang dengan trajektori semi-balistik/ loft glide untuk memaksimalkan tenaga potensial dan mengurangi kemungkinan rudal terdeteksi dini oleh lawan. Rudal ini diuji coba pertama kali sejauh ingatan TS adalah pada tahun 1970.

Daya jangkau rudal ini dapat mencapai 90 Km (varian S-300PM) Namun untuk varian-varian sebelumnya daya jangkau rudal relatif terbatas yaitu hanya 47-75 Km karena keterbatasan sistem pemanduan.

Sistem peluncuran rudal menggunakan skema cold launch dimana rudal akan terlebih dulu dilontarkan ke udara setinggi 30 m oleh piston gas bertekanan tinggi sebelum menghidupkan mesin. Sebenarnya dalam fase desain S-300 direncanakan akan menggunakan sistem hot launch dimana mesin rudal akan langsung dihidupkan didalam tabung peluncur. Namun tim desain S-300 menilai cara peluncuran semacam itu berbahaya bagi kapal pembawa. Dengan demikian skema cold launch digunakan.

Kendaraan peluncur S-300PT dalam moda siap tembak Dikarenakan belum siapnya sasis MAZ untuk mengangkut radar dan peluru kendali akhirnya digunakan sasis trailer seperti pada gambar 3 dimana sebelum peluncuran sasis akan "dibuka" terlebih dulu sebelum tabung rudal ditegakkan. Sementara komponen baterai lainnya seperti pos komando dan kontrol peluncuran rudal juga ditempatkan dalam trailer yang ditarik oleh kendaraan Kraz 255

Akibat dari penggunan sistem "semi-mobile" diatas waktu persiapan pun molor tajam dari 5 menit menjadi 2 jam. Waktu persiapan pun dapat lebih lama bilamana sistem mast 40V6 digunakan.

Dengan demikian S-300PT ini praktis menjadi sistem SAM "semi-mobile" bahkan cenderung ke statis seperti pendahulunya S-75 Dvina. Masalah mobilitas diatas akhirnya terselesaikan pada tahun 1982 dimana sasis MAZ akhirnya tersedia.

Varian S-300 yang ditempatkan di sasis swagerak diberi nama S-300PS yang akan dibahas selanjutnya.

S-300PS

Gambar 5: S-300 PS dengan radar komando serang 5N63S pada bagian kiri dan dua unit peluncur 5P58, ciri utama S-300PS adalah salah satu peluncur 5P58 miliknya tidak memiliki unit pengontrol (letak pada gambar peluncur di bagian tengah), melainkan mengikuti kendaraan peluncur lain yang punya kabin kontrol.

S-300PS merupakan kelanjutan dari S-300PT, sistahanud ini bersifat mobile dimana seluruh komponen sistem sudah ditempatkan di sasis swagerak buatan MAZ yang diadopsi dari MAZ 543 yang digunakan untuk mengangkut rudal scud.

Varian ini pun juga memiliki komponen baru yaitu radar manajemen tempur 5N64S (Big Bird A) Sebuah radar phased array dengan kemampuan setara AN/SPY-1 AEGIS serta skema pemanduan SAGG dengan rudal 5V55R

Radar manajemen tempur 5N64

Varian S-300 ini adalah yang pertama kali mempunyai waktu persiapan hingga penembakan yang singkat yaitu 5 menit. Namun bilamana sistem tiang 40V6 atau 40V6M digunakan maka waktu persiapan bertambah higga 2 jam.
Waktu persiapan 5 menit ini pernah menjadi kontroversi karena beberapa petinggi PVO Soviet waktu itu meragukan kemampuan ini. Namun waktu uji coba terjadi masalah teknis yang justru memperlihatkan kemampuan S-300PS. Dalam uji coba tersebut konvoi baterai S-300 mengalami masalah teknis dimana salah satu kendaraan pengangkut rudal mengalami kerusakan mesin.

Alih-alih menjadi bencana, salah satu desainer S-300 senior malah memerintahkan baterai untuk langsung bersiap menembak di tempat saat itu juga. Persiapan hanya memakan waktu 5 menit sesuai spesifikasi dan sasaran berupa drone dapat ditembak jatuh hanya dengan sebuah rudal.

Versi S-300PS ini juga merupakan varian ekspor pertama dari sistem S-300P dengan nama S-300PMU, dan dioperasikan pertama kali oleh negara-negara pecahan Uni Soviet dan China.

Transistor

Transistor adalah komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai tiga elektroda (triode) yaitu dasar (basis), pengumpul (kolektor) dan pemancar (emitor). Dengan ketiga elektroda (terminal) tersebut, tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya.
Pengertian transistor berasal dari perpaduan dua kata, yakni “transfer” yang artinya pemindahan dan “resistor” yang berarti penghambat. Dengan demikian transistor dapat diartikan sebagai suatu pemindahan atau peralihan bahan setengah penghantar menjadi penghantar pada suhu atau keadaan tertentu.

Jenis-jenis Transistor dari Fungsi Transistor
Transistor ditemukan pertama kali oleh William Shockley, John Barden, dan W. H Brattain pada tahun 1948. Mulai dipakai secara nyata dalam praktik mereka pada tahun 1958. Transistor termasuk komponen semi konduktor yang bersifat menghantar dan menahan arus listrik.Ada 2 jenis transistor yaitu transistor tipe P – N – P dan transistor jenis N – P – N. Transistor NPN adalah transistor positif dimana transistor dapat bekerja mengalirkan arus listrik apabila basis dialiri tegangan arus positif. Sedangkan transistor PNP adalah transistor negatif,dapat bekerja mengalirkan arus apabila basis dialiri tegangan negatif.

Macam-macam Transistor dari Fungsi Transistor
Fungsi transistor sangatlah besar dan mempunyai peranan penting untuk memperoleh kinerja yang baik bagi sebuah rangkaian elektronika. Dalam dunia elektronika, fungsi transistor ini adalah sebagai berikut:
Sebagai sebuah penguat (amplifier).
Sirkuit pemutus dan penyambung (switching).
Stabilisasi tegangan (stabilisator).
Sebagai perata arus.
Menahan sebagian arus.
Menguatkan arus.
Membangkitkan frekuensi rendah maupun tinggi.
Modulasi sinyal dan berbagai fungsi lainnya.
Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog ini meliputi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa diantara transistor dapat juga dirangkai sedemikian rupa sehingga fungsi transistor menjadi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya.

JENIS-JENIS TRANSISTOR

Jenis-Jenis Transistor dan cara kerja transistor pada umumnya dibagi menjadi dua jenis yaitu; Transistor Bipolar (dwi kutub) dan Transistor Efek Medan (FET – Field Effect Transistor).

Transistor Bipolar adalah jenis transistor yang paling banyak di gunakan pada rangkaian elektronika. Jenis-Jenis Transistor ini terbagi atas 3 bagian lapisan material semikonduktor yang terdiri dari dua formasi lapisan yaitu lapisan P-N-P (Positif-Negatif-Positif) dan lapisan N-P-N (Negatif-Positif-Negatif). Sehingga menurut dua formasi lapisan tersebut transistor bipolar dibedakan kedalam dua jenis yaitu transistor PNP dan transistor NPN.

Masing-masing dari ketiga kaki jenis-jenis transistor ini di beri nama B(Basis), K (Kolektor), dan E (Emitor). Fungsi transistor bipolar ini adalah sebagai pengatur arus listrik (regulator arus listrik), dengan kata lain transistor dapat membatasi arus yang mengalir dari Kolektor ke Emiter atau sebaliknya (tergantung jenis transistor, PNP atau NPN).

Di bawah ini Gambar dan jenis-jenis transistor :

Ganbar 1. jenis-jenis transistor

T sistor Efek Medan (FET – Field Effect Transistor) merupakan jenis transistor yang juga memiliki 3 kaki terminal yang masing-masing diberi nama Drain (D), Source (S), dan Gate (G). Cara kerja transistor ini adalah mengendalikan aliran elektron dari terminal Source ke Drain melalui tegangan yang diberikan pada terminal Gate.

Perbedaan antara transistor bipolar dan transistor FET adalah jika transistor bipolar mengatur besar kecil-nya arus listrik yang melalui kaki Kolektor ke Emiter atau sebaliknya melalui seberapa besar arus yang diberikan pada kaki Basis, sedangkan pada FET besar kecil-nya arus listrik yang mengalir pada Drain ke Source atau sebaliknya adalah dengan seberapa besar tegangan yang diberikan pada kaki Gate.

Selain di gunakan sebagai penguat, transistor digunakan sebagai saklar.Caranya adalah dengan memberikan arus yang cukup besar pada basis transistor hingga mencapai titik jenuh. Pada kondisi seperti ini kolektor dan emitor bagai kawat yang terhubung atau saklar tertutup, dan sebaliknya jika arus basis teramat kecil maka kolektor dan emitor bagai saklar terbuka.

Fungsi transistor adalah sebagai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal.

Transistor mempunyai 3 jenis yaitu :

1. Uni Junktion Transistor (UJT)
2. Field Effect Transistor (FET)
3. MOSFET

1. Uni Junktion Transistor (UJT)

Gambar 2. symbol dan gambar transistor type UJT

Uni Junktion Transistor (UJT) adalah transistor yang mempunyai satu kaki emitor dan dua basis. Kegunaan transistor ini adalah terutama untuk switch elektronis. Ada Dua jenis UJT ialah UJT Kanal N dan UJT Kanal P.

2. Field Effect Transistor (FET)

Gambar 3. symbol dan gambar transistor type FET

Beberapa Kelebihan FET dibandingkan dengan transistor biasa ialah antara lain penguatannya yang besar, serta desah yang rendah. Karena harga FET yang lebih tinggi dari transistor, maka hanya digunakan pada bagian-bagian yang memang memerlukan.
Bentuk fisik FET ada berbagai macam yang mirip dengan transistor. Jenis FET ada dua yaitu Kanal N dan Kanal P. Kecuali itu terdapat pula macam FET ialah Junktion FET (JFET) dan Metal Oxide Semiconductor FET(MOSFET).

3. MOSFET

Gambar 4.symbol dan gambar transistor type MOSFET

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) adalah suatu jenis FET yang mempunyai satu Drain, satu Source dan satu atau dua Gate. MOSFET mempunyai input impedance yang sangat tinggi. Mengingat harga yang cukup tinggi, maka MOSFET hanya digunakan pada bagian bagian yang benar-benar memerlukannya. Penggunaannya misalnya sebagai RF amplifier pada receiver untuk memperoleh amplifikasi yang tinggi dengan desah yang rendah. Dalam pengemasan dan perakitan dengan menggunakan MOSFET perlu diperhatiakan bahwa komponen ini tidak tahan terhadap elektrostatik, mengemasnya menggunakan kertas timah, pematriannya menggunakan jenis solder yang khusus untuk pematrian MOSFET. Seperti halnya pada FET, terdapat dua macam MOSFET ialah Kanal P dan Kanal N.

CARA KERJA SEMIKONDUKTOR

Pada dasarnya, transistor dan tabung vakum memiliki fungsi yang serupa; keduanya mengatur jumlah aliran arus listrik.

Untuk mengerti cara kerja semikonduktor, misalkan sebuah gelas berisi air murni. Jika sepasang konduktor dimasukan kedalamnya, dan diberikan tegangan DC tepat dibawah tegangan elektrolisis (sebelum air berubah menjadi Hidrogen dan Oksigen), tidak akan ada arus mengalir karena air tidak memiliki pembawa muatan (charge carriers). Sehingga, air murni dianggap sebagai isolator. Jika sedikit garam dapur dimasukan ke dalamnya, konduksi arus akan mulai mengalir, karena sejumlah pembawa muatan bebas (mobile carriers, ion) terbentuk. Menaikan konsentrasi garam akan meningkatkan konduksi, namun tidak banyak. Garam dapur sendiri adalah non-konduktor (isolator), karena pembawa muatanya tidak bebas.

Silikon murni sendiri adalah sebuah isolator, namun jika sedikit pencemar ditambahkan, seperti Arsenik, dengan sebuah proses yang dinamakan doping, dalam jumlah yang cukup kecil sehingga tidak mengacaukan tata letak kristal silikon, Arsenik akan memberikan elektron bebas dan hasilnya memungkinkan terjadinya konduksi arus listrik. Ini karena Arsenik memiliki 5 atom di orbit terluarnya, sedangkan Silikon hanya 4. Konduksi terjadi karena pembawa muatan bebas telah ditambahkan (oleh kelebihan elektron dari Arsenik). Dalam kasus ini, sebuah Silikon tipe-n (n untuk negatif, karena pembawa muatannya adalah elektron yang bermuatan negatif) telah terbentuk.

Selain dari itu, silikon dapat dicampur dengan Boron untuk membuat semikonduktor tipe-p. Karena Boron hanya memiliki 3 elektron di orbit paling luarnya, pembawa muatan yang baru, dinamakan "lubang" (hole, pembawa muatan positif), akan terbentuk di dalam tata letak kristal silikon.

Dalam tabung hampa, pembawa muatan (elektron) akan dipancarkan oleh emisi thermionic dari sebuah katode yang dipanaskan oleh kawat filamen. Karena itu, tabung hampa tidak bisa membuat pembawa muatan positif (hole).

Dapat dilihat bahwa pembawa muatan yang bermuatan sama akan saling tolak menolak, sehingga tanpa adanya gaya yang lain, pembawa-pembawa muatan ini akan terdistribusi secara merata di dalam materi semikonduktor. Namun di dalam sebuah transistor bipolar (atau diode junction) dimana sebuah semikonduktor tipe-p dan sebuah semikonduktor tipe-n dibuat dalam satu keping silikon, pembawa-pembawa muatan ini cenderung berpindah ke arah sambungan P-N tersebut (perbatasan antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n), karena tertarik oleh muatan yang berlawanan dari seberangnya.

Kenaikan dari jumlah pencemar (doping level) akan meningkatkan konduktivitas dari materi semikonduktor, asalkan tata-letak kristal silikon tetap dipertahankan. Dalam sebuah transistor bipolar, daerah terminal emiter memiliki jumlah doping yang lebih besar dibandingkan dengan terminal basis. Rasio perbandingan antara doping emiter dan basis adalah satu dari banyak faktor yang menentukan sifat penguatan arus (current gain) dari transistor tersebut.

Jumlah doping yang diperlukan sebuah semikonduktor adalah sangat kecil, dalam ukuran satu berbanding seratus juta, dan ini menjadi kunci dalam keberhasilan semikonduktor. Dalam sebuah metal, populasi pembawa muatan adalah sangat tinggi; satu pembawa muatan untuk setiap atom. Dalam metal, untuk mengubah metal menjadi isolator, pembawa muatan harus disapu dengan memasang suatu beda tegangan. Dalam metal, tegangan ini sangat tinggi, jauh lebih tinggi dari yang mampu menghancurkannya. Namun, dalam sebuah semikonduktor hanya ada satu pembawa muatan dalam beberapa juta atom. Jumlah tegangan yang diperlukan untuk menyapu pembawa muatan dalam sejumlah besar semikonduktor dapat dicapai dengan mudah. Dengan kata lain, listrik di dalam metal adalah inkompresible (tidak bisa dimampatkan), seperti fluida. Sedangkan dalam semikonduktor, listrik bersifat seperti gas yang bisa dimampatkan. Semikonduktor dengan doping dapat diubah menjadi isolator, sedangkan metal tidak.

Gambaran di atas menjelaskan konduksi disebabkan oleh pembawa muatan, yaitu elektron atau lubang, namun dasarnya transistor bipolar adalah aksi kegiatan dari pembawa muatan tersebut untuk menyebrangi daerah depletion zone. Depletion zone ini terbentuk karena transistor tersebut diberikan tegangan bias terbalik, oleh tegangan yang diberikan di antara basis dan emiter. Walau transistor terlihat seperti dibentuk oleh dua diode yang disambungkan, sebuah transistor sendiri tidak bisa dibuat dengan menyambungkan dua diode. Untuk membuat transistor, bagian-bagiannya harus dibuat dari sepotong kristal silikon, dengan sebuah daerah basis yang sangat tipis.

Kelas Transistor

penguat transistor,kelas penguat transistor,penguat kelas A,penguat kelas B,penguat keas AB,karakteristik penguat kelas A.karakteristik penguat kelas B,karakteristik penguat kelas AB,grafik garis beban penguat kelas A,grafik titik kerja penguat kelas B,titik kerja penguat kelas AB,titik kerja penguiat transistor,formulasi penguat transistor,rangkaian penguat kelas A,rangkaian penguat transistor kelas AB,rangkaian penguat kelas B,titik kerja transistor,titik kerja penguat transistor

1. Penguat Kelas A

ICsat = VCC/RC+RE
IB = VB/RB
VCE cutoff = VCC
VB = VCC.R2/R1+R2
RB = R1.R2/R1+R2

Sifat-sifat penguat transistor kelas A :

dirangkai secara common emiter
digunakan untuk daya yang sedang <10watt
input dan output berbeda 180o

Grafik titik kerja penguat transistor kelas A :

Misalkan:

VCC = 15V
R1 = 33k
R2 = 33k
RC = 1k
RE = 100

Maka :

ICsat = 15V/1k+100=0.013A = 13mA

VB = 15V.33k / 33k+33k = 7.5V

RB = R1.R2 / R1+R2 = 33k.33k / 33k+33k = 16500 ohm = 16k5

IB = VB / RB = 7.5V / 16500 = 0.00045A=0.45mA

Karakteristik :

Efisiensi= 25%, 75% panas. Sehingga pada penguat kelas A perlu ditambahkan pembuang panas seperti heatsink atau dengan menambahkan resistor di kaki emitter.
Cocok digunakan untuk modulasi amplitude :AM, ASK, QAM.
Lineritas paling bagus.
Terjadi perbedaan fasa 180 derajat.
Nilai penguatannya >0,7 dengan catatan gelombang keluaran tidak boleh cacat.
Ketika tidak ada sinyal masukan, maka transistor akan tetap mengkonsumsi arus listrik.
Sinyal keluarannya bekerja aktif
Fidelitas yang tinggi.
Bentuk sinyal keluarannya sama persis dengan input.
Efisiensi yang rendah (25%-50%).
Transistor selalu ON sehingga sebagian besar sumber caru daya terbuang menjadi panas.
Transistor penguat kelas A perlu ditambah dengan pendingin ekstra (misalnya heatsink yang lebih besar).
Cocok digunakan pada penguatan berdaya kecil.

Fungsi :

Penguat kelas A cocok digunakan pada penguat awal (pre amplifier) karena mempunyai distorsi yangkecil. Pecinta audio percaya bahwa penguat audio Kelas A memberikan mutu suara yang tinggi karena bekerja pada kawasan linier dan lebih dan lebih menyukai menggunakan tabung elektron ketimbang transistor.

penguat (amplifier ) kelas B

Amplifier kelas B hanya dapat menguatkan setengah siklus (180°) dari sinyal input, sehingga apabila inputnya gelombang sinus maka sinyal outputnya berupa setengah gelombang. Hal ini disebabkan karena titik kerjanya berada pada daerah cut-off (mati), ICQ = 0.

Pada aplikasi penguat sinyal audio amplifier kelas B selalu dikonfigurasikan secara push-pull, yaitu dengan menggabungkan dua amplifier kelas B yang masing-masing penguat menguatkan setengah gelombang input, sehingga bisa diperoleh sinyal output yang penuh dimana masing-masing penguat bekerja secara bergantian sesuai dengan polaritas ayunan sinyal input. Diagram blok amplifier push-pull dapat dilihat pada gambar berikut.

Diagram Blok Amplifier Push-Pull

Diagram Blok Amplifier Push-Pull,teori amplifier push pull,definisi amplifier push pull,amplifier push-pull,amplifier kelas B push-pull,amplifier push-pull kelas B

Variasi amplifier push-pull yang paling populer adalah amplifier push-pull dengan trafo input dan output, simetri komplementer, komplementer semu, dan lain sebagainya. Gambar dibawah adalah contoh rangkaian dasar amplifier push-pull kelas B dengan menggunakan trafo input dan output.

Rangkaian Dasar Amplifier Push-Pull Kelas B

Rangkaian Amplifier Push-Pull Kelas B,rangkaian amplifier kelas B,rangkaian amplifier push pull,power amplifier push pull,power amplifier kelas B,rangkaian power amplifier kelas B pushh pull

Garis Beban DC Dan AC Amplifier Push-Pull Kelas B

Garis Beban DC Dan AC Amplifier Push-Pull Kelas B,karakteristik amplifier kelas B,karakteristik amplifier push-pull,titik kerja power amplifier push pull,garis beban AC power kelas B,gris beban DC amplifier push pull

Prinsip kerja rangkaian amplifier push-pull kelas B secara grafis dapat dilihat melalui bentuk gelombang beberapa besaran arus pada rangkaian seperti terlihat pada gambar berikut.

Bentuk Gelombang Sinyal Input Dan Arus Amplifier Push-Pull Kelas B

Gelombang Pada Amplifier Push-Pull Kelas B,sinyal input amplifier push pull,output power amplifeir kelas B,output power push-pull,gelombang power push pull,bentuk sinyal amplifier pusl-pull

Trafo input pada rangkaian amplifier push-pull kelas B diatas berfungsi sebagai pembelah fasa. Terminal skunder pada ujung atas (yang terhubung ke T2) selalu berlawanan fasa dengan terminal pada ujung bawah (yang terhubung ke T1). Sedangkan fungsi utama trafo output adalah sebagai penyesuai impedansi, dari impedansi transistor yang tinggi ke impedansi beban yang umumnya rendah.

Perhitungan daya pada amplifier push-pull kelas B adalah sebagai berikut. Daya rata-rata pada beban RL yang disebabkan oleh adanya sinyal ac (PL) adalah :

$P_{L}=\frac{Ic_{m}^2\cdot R_{L}'}{2}$

dimana Icm adalah harga puncak atau harga maksimum dari sinyal output ic. Daya pada beban akan maksimum apabila :

$Ic_{m}=\frac{VCC}{R_{L}'}$

Sehingga diperoleh daya ac maksimum (PL,mak) sebagai berikut :

$P_{L,mak}=\frac{VCC^2}{2R_{L}'}$

Dan daya rata-rata yang di konsumsi dari catu daya (PCC) adalah :

$PCC=VCC\cdot Idc$

Karena pada saat tidak ada sinyal output, arus dari catu daya tidak mengalir, maka bentuk gelombang arus dari catu daya yang di konsumsi power transistor adalah sama seperti bentuk gelombang sinyal output amplifier tersebut.

Dengan demikian besarnya arus rata-rata dari catu daya adalah :

$Idc=(2/\pi )Ic_{m}$

Sehingga daya rata-rata (PCC) adalah :

$PCC=VCC\cdot (2/\pi )Ic_{m}$

Dan daya rata-rata makasimum adalah :

$PCC_{mak}=\frac{2VCC^2}{\pi R_{L}'}$

Sehingga dapat diketahui besarnya efisiensi daya (η) sebagai berikut :

\ $\eta =\frac{P_{L}}{P_{CC}}=\frac{Ic_{m}^2(R_{L}'/2)}{VCC(2/\pi )Ic_{m}}=\frac{\pi}{4}\cdot \frac{Ic_{m}}{VCC/R_{L}'}$

Efisiensi daya maksimum terjadi pada saat Icm = VCC/RL’

$\eta_{mak}=\frac{\pi}{4}=78,5%$

dan daya pada kolektor kedua power amplifier (2 transistor) (2PC)adalah :

$2P_{c}=VCC(2/\pi)Ic_{m}-Ic_{m}^2(R_{L}'/2)$

Dimana disipasi daya maksimum transistor adalah :

$Ic_{m}=(2/\pi)(VCC/R_{L}')$

Sehingga harga daya daya pada kolektor kedua power amplifier (2 transistor) (2PC) menjadi :

$2P_{C,mak}=\frac{2\cdot VCC^2}{\pi^2\cdot R_{L}'}$

Sehingga untuk masing-masing transistor daya maksimumnya adalah :

$P_{C,mak}=\frac{VCC^2}{\pi^2\cdot R_{L}'}$

Pada sinyal output yang dihasilkan amplifier push-pull kelas B terdapat cacat silang atau crossover distortion. Cacat ini terjadi karena ketidak linieran karakteristik transistor pada awal kerjanya, yaitu antara titik mati hingga cut-in. Bentuk gelombang output dengan cacat silang dimaksud adalah sebagai berikut.

Bentuk Cacat Dari Output Amplifier Push-Pull Kelas B

Cacat Sinyal Pada Amplifier Push-Pull Kelas B,crossover distortio power kelas B,cacat sinyal power kelas B,cacat cros over pada amplifier kelas B

Untuk mengatasi adanya cacat silang tersebut, amplifier push-pull perlu diberi bias pada daerah cut-in. Dengan adanya tegangan bias yang kecil ini, maka amplifier beroperasi pada kelas AB. seperti terlihat pada rangakaian berikut.

Modifikasi Rangkaian Amplifier Push-Pull Kelas B

Modifikasi Amplifier Push-Pull Kelas B ke AB,solusi distorsi pada power kelas B,mengatasi cacat sinyal power kelas B,menghilangkan cacar cross over amplifier kelas B

Sekian dari saya dan semoga bermanfaat......

Halaman

kursor

Jumat, 20 Desember 2013

Peluru Kendali

Peluru Kendali

Rudal S-300

Transistor

Translate