MENGENAL ILMU ELEKTRONIKA

1.1 Pengertian Elektronika
Elektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat seperti peralatan elektronika, termokopel, semikonduktor, computer, ponsel, computer tablet,dan lain sebagainya.
Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fisika, sementara bentuk desain dan pembuatan sirkuit elektroniknya adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer, dan ilmu/teknik elektronika dan instrumentasi.
Alat-alat yang menggunakan dasar kerja elektronika ini biasanya disebut sebagai peralatan elektronik (electronic devices). Contoh peralatan/piranti elektronik ini: Radio, TV, Tape Recorder, Perekam Kaset Video (VCR), Perekam VCD/DVD, Handycam, Kamera Digital, Komputer, Laptop, Tablet (komputer saku), Robot, Smart Card, dll.
1.2 Klasifikasi Bahan Utama Elektronika
Dalam dunia elektronika kita tidak mungkin terlepas dari apa yang dinamakan bahan–bahan listrik. Terdapat tiga klasifikasi bahan utama dalam dunia elektronika yang sering dijumpai yakni; isolator, konduktor dan semikonduktor.

Perbedaan mendasar dari ketiga jenis bahan ini adalah terletak pada tahanan jenis tiap–tiap bahan. Untuk isolator memiliki tahanan jenis 104Ωm – 1014Ωm, konduktor memiliki tahanan jenis 10-7Ωm – 10-8Ωm, sedangkan untuk semikonduktor memiliki tahanan jenis 10-3Ωm – 3x103Ωm. Contoh bahan–bahan untuk isolator, konduktor dan semikonduktor adalah sebagai berikut:
Isolator:
- Gelas / Kaca = 1010 Ωm
- Mika = 1011 Ωm
- PVC = 1013 Ωm
- Karet Murni 1012 Ωm s.d. 1014 Ωm
Konduktor :
- Aluminium 2,7×10-8 Ωm
- Brass (70 Cu/30 Zn) 8 × 10-8 Ωm
- Tembaga 1,7×10-8 Ωm
- Baja 15 × 10-8 Ωm
Semikonduktor :
- Silicon 2,3 × 103 Ωm
- Germanium 0,45 Ωm
Pada bahan konduktor ketika suhu meningkat maka tahanan dari konduktor pun ikut meningkat, pada isolator perubahan suhu sangat kecil pengaruhnya sehingga sering diabaikan, sedangkan pada semikonduktor jika suhu meningkat maka tahanannya akan turun.

Dari uraian diatas nilai tahanan jenis isolator adalah yang tertinggi dari semua bahan, sehingga memiliki sifat yang kurang baik dalam menghantarkan arus listrik. Pada bahan konduktor nilai tahanan jenisnya adalah yang terendah sehingga sangat baik digunakan sebagai penghantar arus listrik.

Bahan semikonduktor memiliki nilai tahanan jenis yang berada diantara isolator dan konduktor, sehingga bahan semikonduktor memiliki dua sifat yang berbeda, semikonduktor bisa bersifat sebagai isolator dan bisa juga bersifat sebagai konduktor jika mendapat pengaruh dari luar, misalnya suhu. Bahan semikonduktor banyak digunakan pada komponen aktif elektronika, misalnya pada transistor atau FET.

Seperti dijelaskan sebelumnya bahwa silicon dan germanium merupakan salah satu contoh dari bahan semikonduktor. Jika suhu kedua bahan ini meningkat diatas suhu kamar maka kedua bahan ini akan bersifat sebagai konduktor. Sedangkan jika suhu kedua bahan tersebut turun dibawah suhu kamar maka nilai tahanan-nya akan meningkat dan jika sudah mencapai titik maksimal maka kedua bahan ini akan bersifat sebagai isolator.

Semikonduktor murni memiliki jumlah proton dan elektron yang seimbang tetapi jika semikonduktor ini ditambahkan bahan yang tidak murni maka semikonduktor akan berubah menjadi tidak murni, proses ini dinamakan ”Doping”. Proses doping dengan menambahkan bahan antimony, arsenic, atau phosphorus yang memiliki kelebihan elektron pada semikonduktor murni, menyebabkan semikonduktor memiliki kelebihan elektron dan menjadikannya sebagai semikonduktor material tipe-N.

Pada proses doping, menambahkan bahan indium, aluminium, dan boron yang memiliki kelebihan proton pada semikonduktor murni menyebabkan semikonduktor memiliki kelebihan proton dan menjadikannya sebagai semikonduktor material tipe-P.

Hasil kedua doping inilah yang digunakan pada komponen–komponen elektronika seperti pada diode dan transistor. Diode merupakan penggabungan dua tipe material semikonduktor tipe-N dan tipe-P, sedangkan transistor merupakan penggabungan tiga material semikonduktor tipe-N, tipe-P, dan salah satu dari tipe-N atau tipe-P, sehingga pada transistor bipolar terdapat dua konfigurasi gabungan material semikonduktor yaitu P-N-P atau N-P-N.

1.3 Perkembangan Elektronika Masa Depan

Akhirnya, zaman ruang angkasa dimulai, teknologi elektronika dewasa ini telah memerlukan pesawat ulang alik. Dengan pesawat itu pula dapat mengantarkan para astronot menuju stasiun luar angkasa selain itu disana mereka juga dapat bekerja lebih leluasa. Dengan keadaan tanpa bobot atau tanpa grafitasi itulah ternyata bahan-bahan elektronika semakin mudah untuk dicampur dengan hasil yang lebih sempurna. Dewasa ini banyak ditemukan bahan-bahan elektronika yang pada saat tidak ada gravitasi di ruang angkasa dapat tercampur dengan lebih baik dan lebih mudah, tidak seperti pada saat di bumi. Setelah tercampur lalu bahan-bahan tersebut dibawa kembali ke bumi untuk kemudian diproses lebih lanjut.

Maka dengan semakin majunya perkembangan teknologi dari tahun ke tahun bahkan dari hari ke hari, komponen elektronika tersebut juga menjadi semakin canggih dibanding hasil buatan sebelumnya dan tetap mengusahakan ukuran yang semakin kecil baik dari segi bentuk maupun fisiknya serta mulai merambah pula kepada teknologi nano (nano technology)
Nano teknologi menjadi salah satu pusat perhatian para ilmuwan di seluruh dunia karena teknologi ini diyakini akan menjadi teknologi masa depan, menggantikan teknologi yang sudah umum dikenal dewasa ini. Besarnya peranan nano teknologi tercermin dengan jelas dari cakupannya yang sangat luas dan secara garis besar meliputi tujuh kelompok nanomaterial, yakni, nanomaterial berbasis karbon, nanokomposit, nanologam, nanomaterial biologi, nanopolimer, nanoglas, dan nanokeramik. Keluasan cakupan nanomaterial ini menunjukkan bahwa nanoteknologi akan semakin berperan penting sebagai pilar utama daya saing suatu bangsa dalam bidang teknologi.

Nanoteknologi pada pinsipnya adalah teknologi yang didasarkan pada pemanfaatan bahan dengan ukuran partikel dalam skala nano (1-100 nm), yang diketahui memilki sifat fisika dan kimia yang berbeda dari material sejenis dengan ukuran partikel yang lebih besar. Sebagai contoh, karena ukurannnya yang demikian kecil, nanopartikel memiliki luas permukaan yang jauh lebih besar dibanding dengan partikel sejenis dalam ukuran yang lebih besar. Dengan demikian, nanopartikel memiliki kapasitas yang jauh lebih besar untuk pemanfaatan yang melibatkan permukaan. Di samping itu, nanopartikel juga memiliki reaktivitas yang jauh lebih tinggi karena atom-atomnya mempunyai peluang lebih besar untuk berinteraksi dengan material lain. Nano teknologi diperkirakan akan menjadi pilar utama pengembangan teknologi elektronika digital masa depan.