Mengenal Elektronika

Elektronika adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari pengendalian dan penerapan gerakan partikel pembawa muatan (elektron) dalam ruang hampa, gas atau semikonduktor. Pengertian elektronika diatas merupakan rangkuman dari “definisi elektronika” yang telah dikemukakan oleh para ahli elektronika. Definisi elektronika menurut para ahli elektronika tersebut adalah sebagai berikut :

Definisi Elektronika Menurut Ahli Elektronika

1. Elektronika Menurut Fitrzgerald, Higginbotham Dan Grabel

“Electronics is the branch of Electronical Engineering which deals extensively with the transfer of information by means of electromagnetic energy”.

Artinya : Elektronika adalah cabang ilmu listrik yang bersangkutan secara luas dengan alih informasi menggunakan tenaga elektromagnetik.

2. Elektronika Menurut J. Millman

“Electronics is the science and the technology of the passage of charged particles in a gas, in a vaccum, or in a semiconductor”.

Artinya : Elektronika adalah ilmu dan teknologi tentang melintasnya partikel bermuatan listrik didalam suatu gas atau suatu ruang hampa, atau suatu semikonduktor.

3. Elektronika Menurut E. Carol Young

“The study, design, and use of devices that depend on the conduction of electricity through a vaccum, gas, or semiconductor”.

Artinya : Elektronika meliputi studi, perancangan dan penggunaan piranti-piranti yang berdasar hantaran listrik di dalam suatu ruang hampa, gas dan semikonduktor.

4. Elektronika Menurut H.C. Yohannes

Elektronika adalah ilmu yang mempelajari sifat-sifat dan pemakaian piranti (“devices” = alat) yang asas kerjanya ialah aliran elektron dalam ruang hampa atau gas (seperti dalam tabung-tabung radio) dan aliran elektron dalam semipenghantar (seperti misalnya dalam transistor).

Sejarah Perkembangan Elektronika

Lahirnya elektronika sebenarnya mula-mula atas tuntutan kebutuhan manusia akan sarana telekomunikasi. Sarana telekomunikasi menggunakan telepon yang ditemukan oleh A.G. Bell pada tahun 1876 masih terlalu sederhana, banyak keterbatasan keterbatasannya.

Untuk memungkinkan hubungan yang mencapai jarak jauh dan mutu yang baik serta kapasitas saluran yang tinggi, dituntut adanya penguatan sinyal, modulasi, demodulasi serta multipleksi. Dan untuk mencapai jarak yang lebih jauh lagi dengan biaya yang lebih murah, diperlukan penggunaan media gelombang elektromagnetik.

Pada tahun 1896 Marconi berhasil menciptakan telegrap radio, telegrap tanpa kabel, tetapi menggunakan media gelombang elektromagnetik. Dengan demikian tuntutan jarak yang jauh dapat dipenuhi. Namun tuntutan-tuntutan yang lain belum dipenuhi, sehingga para ahli terus bekerja tanpa mengenal lelah.

Pada tahun 1904 Sir Ambrose Fleming menemukan tabung hampa dengan dua elektrode (tabung dioda), yang dinamakannya “valve” (katup). Katup ini dapat berfungsi sebagai detektor sinyal-sinyal dari telegrap radio Marconi. Dua tahun kemudian yakni tahun 1906, De Forest meletakkan elektroda ketiga (kisi) pada katup Fleming sehingga ditemukanlah tabung trioda, yang ia beri nama audion. Audion ini dapat berfungsi antara lain untuk memperkuat sinyal-sinyal tersebut. Jadi mulai tahun 1904 ini sebenarnya orang sudah mulai mengendalikan gerakan-gerakan elektron dalam ruang hampa, sehingga tahun itu dapat dipandang sebagai tahun “kelahiran” Elektronika. Namun ada orang yang menyatakan tahun 1906 sebagai tahun ditemukannya tabung trioda ini sebagai tahun “kelahiran” Elektronika, ada pula yang menyatakan tahun 1911 yakni tahun diperolehnya tabung trioda yang lebih handal (setelah disempurnakan tabung hampa udaranya dan digunakan katoda lapis oksida).

Dengan ditemukannya tabung trioda ini dan lebih-lebih dengan ditemukannya tabung iconoscope yaitu tabung hampa yang merupakan alat dasar dalam kamera televisi oleh Vladimir Zwonykin pada tahun 1920, maka industri radio dan televisi berkembang pesat. Ditinjau dari daya yang digunakan, kecepatan, ukuran geometrik, berat dan kemudahan rusak, tabung trioda diatas masih banyak keterbatasan-keterbatasannya. Oleh karena itu para ahli berusaha untuk memperoleh alat yang mempunyai fungsi sama, tetapi dengan keterbatasan-keterbatasan minimal.

Pada tahun 1948 John Bardeen, Walter H. Brattain dan William Shockley menemukan alat tersebut, yang diberi nama transistor. Transistor ini dibuat dari bahan semikonduktor, dan transistor ini dapat menggantikan fungsi tabung trioda. Karena tidak menggunakan filamen pemanas seperti pada tabung hampa, transistor tidak banyak memakan daya. Disamping itu ukurannya kecil dan tidak mudah pecah. Akibatnya radio yang menggunakan transistor dapat dibuat berukuran kecil dan dapat menggunakan baterai sebagai sumber daya listriknya. Disamping itu transistor dapat diproduksi secara massal sehingga harga menjadi murah. Demikian pula dengan menggunakan transistor orang dapat membuat komputer elektronika yang lebih kecil tetapi mempunyai kemampuan lebih tinggi daripada jika menggunakan tabung hampa.

Hubungan antar komponen rangkaian Elektronika dalam era transistor ini pada umumnya menggunakan PCB (Printed Circuit Board = papan rangkai tercetak), melalui penyoldiran. Suatu kelemahan dari hubungan semacam ini adalah reliabilitas tidak prima disamping ukuran masih cukup besar, walaupun tidak sebesar pada rangkaian dengan tabung hampa. Karena itu para ahli berusaha untuk mengatasi keterbatasan-keterbatasan ini.

Pada tahun 1958 J.S. Kilby menemukan rangkaian terpadu (IC = “integrated circuit” = rangkaian terintegrasi), suatu keping (chip) silikon tunggal yang ukurannya sangat kecil (≈1 mm2) yang diatasnya berisi rangkaian Elektronika yang diproses dengan teknik-teknik difusi dan pengendapan. Semenjak ditemukan rangkaian terpadu tersebut, jumlah komponen per chip terus berkembang sehingga dewasa ini dikenal IC jenis SSI (“Small Scale Integration”), MSI (“Medium Scale Integration”), LSI (“Large Scale Integration”), VLSI (“Very Large Scale Integration”), yang masing-masing mempunyai jumlah komponen (transistor) per chip 10-100, 100-1000, 1000-100.000, dan > 100.000. Dengan ditemukannya rangkaian terpadu ini sejarah Elektronika mengalami babak baru yaitu babak mikroelektronika.

Dengan semakin meningkatnya jumlah komponen per chip dalam rangkaian terpadu (IC) ini maka terdapat kecenderungan pemakaiannya menjadi makin khusus, sehingga tidak diproduksi secara besar-besaran, akibatnya harganya menjadi mahal. Pada tahun 1971 perusahaan Elektronika Intel Inc di Amerika Serikat berhasil membuat IC mikroprosesor, yang merupakan “otak” dari komputer. IC mikroprosesor ini bersifat fleksibel, mempunyai fungsi hampir mirip tak terbatas. Dengan perangkat keras yang sama dapat diperoleh berbagai fungsi, hanya dengan merubah program. Akibatnya dapat diproduksi dalam jumlah cukup banyak dengan harga relatif murah.

Jika diamati perkembangan Elektronika dari sejak “kelahirannya” sampai sekarang, nampak bahwa perkembangan tersebut menuju miniaturisasi komponen. Bahkan dewasa ini telah ditemukan “one chip micro computer” atau mikro komputer dalam satu chip. “Komponen” baru ini terdiri atas mikroposesor, memori baca tulis, memori baca, dan unit input-output yang seluruhnya terletak dalam satu chip. Disamping itu perkembangan menuju ke arah peningkatan kemampuan, dan “intelegensi”.

Bidang Teknologi Elektronika

Bidang-bidang perkembangan teknologi elektronika yang berkembang diantaranya adalah :

1. Bidang Instrumentasi Dan Kontrol

Bidang instrumentasi dan kontrol sering juga disebut sebagai instrumentasi dan kendali, bidang ini mengembangkan teknologi elektronika pada peralatan seperti pengembangan alat ukur elektronik, instrumentasi penelitian, alat pemroses data serta alat kontrol atau otomatisasi seperti sistem mikroprosesor untuk kontrol dan sebagainya.

2. Bidang Telekomunikasi

Bidang telekomunikasi merupakan teknologi elektronika yang mengembangkan teknologi informasi jarak jauh baik menggunakan kabel maupun tidak. Sebagai contoh pengembangan komunikasi telepon menggunakan relay elektronik, komunikasi data menggunakan komputer dan telepon, komunikasi berita dan gambar melalui satelit, komunikasi menggunakan gelombang radio frekuensi tinggi dan gelombang mikro dan sebagainya.

3. Bidang Elektronika Konsumer

Bidang elektronika konsumer mengembangkan dan fokus pada produksi peralatan-peralatan kebutuhan umum seperti radio, televisi, perekam kaset audio maupun video, penyedia daya serta komponen-komponen elektronika. Industri atau perusahaan Elektronika dewasa ini dapat dikelompokkan dalam 4 K, yaitu komponen, komunikasi, kendali dan komputasi.

4. Bidang Elektronika Kuantum

Bidang elektronika kuantum mempelajari dan melakukan pengembangan elektronika yang menyangkut interaksi antara cahaya, gelombang mikro atau gelombang elektromagnetik yang lain. Dari bidang ini telah dikembangkan sinar laser untuk berbagai keperluan diantarannya bidang komunikasi dengan menumpangkan sinyal pada cahaya yang dijalarkan dalam serat (fiber) optik dan sebagainya.

Ruang Lingkup Elektronika

Ruang lingkup dalam mempelajari elektronika kita akan mengenal beberapa istilah ilmu elektronika seperti “elektronika dasar”, “elektronika daya”, “elektronika analog”, “elektronika digital” dan “elektronika industri”.

Istilah-istilah elektronika tersebut dapat didefinisikan sebagai berikut :

1. Elektronika Dasar

Elektronika dasar merupakan bidang ilmu pengetahuan elektronika yang khusus mempelajari tentang dasar-dasar elektronika meliputi teori bahan dan komponen elektronika sederhana serta hukum-hukum elektronika dasar seperti hukum ohm, kirchof dan teorema dasar elektronika yang lain.

2. Elektronika Daya

Elektronika daya merupakan cabang ilmu elektronika yang khusus mempelajari elektronika arus kuat. Pada elektronika daya bidang ilmu yang dipelajari adalah listrik arus kuat seperti transmisi energi listrik jarak jauh dan efisiensi daya pada transmisi tegangan tinggi.

3. Elektronika Analog

Elektronika analog merupakan bagian ilmu elektronika yang mempelajari fungsi dan sistem anlog. Pada elektronika analog yang dipelajari adalah tentang pengolahan atau pemrosesan sinyal sinusoida.

4. Elektronika Digital

Elektronika digital merupakan cabang ilmu elektronika yang fokus dalam mempelajaritentang pemrosesan sinyal digital atau diskrit. Bagian elektronika digital yang dipelajari dimulai dari gerbang logika dasar hingga sistem pemrosesansinyal digital.

5. Elektronika Industri

Elektronika industri merupakan bagian ilmu elektronika yang mempelajari tentang implementasi teknologi elektronika dalam bidang industri dan pengendalian instrumentasi