Opini

KONSEP MERDEKA BELAJAR MENJADI SOLUSI YANG INOVATIF DI MASA PANDEMI

Oleh : Agung Hariadi Ciptomulyo
Mahasiswa Pasca Sarjana Manajemen Inovasi
Universitas Teknologi Sumbawa (UTS)

Pandemi Covid-19  yang mengemukan di awal tahun 2020 di Indonesia khususnya, tentu memberikan dampak yang sangat dahsyat di semua bidang, tidak terkecuali bidang pendidikan. Dari kejadian ini tampaknya pemerintah dan masyarakat terlihat kaget dan tidak siap menghadapi berbagai gangguan yang menerpa pada sistem pendidikannya. Salah satunya yaitu hempasan pandemic covid 19 ini. Segala aspek kehidupan menjadi berubah akibat dari wabah yang mendunia yang selanjutnya disebut pandemi covid19. Banyak negara memutuskan menutup sekolah, perguruan tinggi maupun universitas, termasuk Indonesia. Krisis benar-benar datang tiba-tiba, pemerintah di belahan bumi manapun termasuk Indonesia harus mengambil keputusan yang pahit menutup sekolah untuk mengurangi kontak orang-orang secara masif dan untuk menyelamatkan hidup atau tetap harus membuka sekolah dalam rangka survive para pekerja dalam menjaga keberlangsungan ekonomi.

Proses pembelajaran dilaksanakan secara jarak jauh (Daring). Pembelajaran berubah drastis, dari semula langsung tatap muka guru-siswa di kelas, menjadi secara jarak jauh dari rumah masing – masing. Proses ini berjalan pada skala yang belum pernah terukur dan teruji sebab belum pernah terjadi sebelumnya. Tak Pelak di desa-desa terpencil yang berpenduduk usia sekolah sangat padat menjadi serba kebingungan, sebab infrastruktur informasi teknologi sangat terbatas.Sudah pasti hal ini menghambat proses pembelajaran yang sudah direncanakan sebelumnya. Lalu, bagaimana dengan target capaian kurikulum dengan bentuk pembelajaran dalam masa pandemi ini?

Mencermati kondisi tersebut sepertinya pemerintah dan semua pihak yang terkait pada sistem pendidikan harus mengambil langkah-langkah strategis terkait pelaksanaan pembelajaran di masa transisi pandemi ini. Langkah ini dipandang sangat penting karena jika tidak ada persiapan matang sejak awal, maka dimungkinkan akan terjadi loss generation atau bahkan education death (kepunahan pendidikan). Dalam arti pendidikan sebagai sebuah proses yang membersamai pembelajaran tidak hadir secara nyata (induktik) atau bahkan punah sama sekali.

Kebijakan baru masa transisi melaui Surat Edaran Mendikbud RI mengisyaratkan untuk tidak memaksakan target capaian ketuntasan kurikulum pembelajaran di sekolah. Diawali dengan pencegahan dengan munculnya SE Mendikbud RI No 3 / 2020 tertanggal 9 Maret 2020 tentang Pencegahan Corona Virus Disease (Covid-19) Pada Satuan Pendidikan. Kemudian ditegaskan lagi dengan edaran berikutnya SE Mendikbud RI No 4 / 2020 tertanggal 24 Maret 2020 tentang Pelaksanaan Kebijakan Pendidikan Dalam Masa Darurat Penyebaran Coronavirus Disease (Covid-19). Di edaran yang terakhir tersirat kebijakan untuk tidak memaksakan capaian ketuntasan kurikulum. Beberapa kebijakan  tersebut diantaranya  meniadakan Ujian Nasional serta memperbolehkan sekolah yang belum menyelenggarakan Ujian Sekolah untuk tidak menyelenggarakannya. Beberapa kebijakan juga memberikan toleransi kepada sekolah untuk menyesuaikan proses pembelajaran dari rumah. Sepertinya kebijakan tersebut bisa menjadi dasar pelaksanaan pendidikan pada masa pandemic, namun untuk penyempurnaannya tentu saja diperlukan kajian yang mendalam dan terukur.

Baik siswa maupun guru dituntut segera cepat beradaptasi dengan perubahan proses pembelajaran secara jarak jauh ini. Guru harus pandai – pandai menyesuaikan proses pembelajaran yang didesainya. Banyak pilihan dan variasi media pembelajaran jarak jauh, dari menggunakan media sosial sampai menggunakan platform Learning Management System (LMS) yang ada. Masih beruntung jika proses pembelajaran masih dapat dilakukan secara daring. Beberapa daerah dengan keterbatasan sarana dan prasarana dan jauh dari jangkauan internet akan sangat menyulitkan. Menjadi tantangan tersendiri bagi guru untuk menyesuaikan proses pembelajaran dengan kondisi yang ada.

Tantangan berikutnya adalah bagaimana memilih cara yang tepat supaya pembelajaran jarak jauh dapat dilaksanakan secara optimal. Ada hal yang meringankan beban guru yang tertuang dalam Surat Edaran Mendikbud No 4 /2020. Dalam surat edaran tersebut, guru diberi kelonggaran agar tidak terbebani untuk menuntaskan seluruh capaian kurikulum. Guru diberi ruang yang sangat luas untuk bereksplorasi memaksimalkan bentuk pembelajaran yang dipilihnya. Guru dapat dengan bebas dan leluasa memilih pembelajaran sesuai dengan kondisi yang ada. Meski demikian, jangan sampai kebebasan ini mengorbankan nasib masa depan siswa. Untuk itu diperlukan langkah – langkah antisipatif terbagi menjadi 3 waktu : jangka pendek, jangka menengah dan jangka panjang.

Jangka Pendek

Tidak ada metode pembelajaran yang terbaik dan tidak ada pula metode yang terburuk, begitulah kiranya yang mendasari guru untuk dapat benar – benar menyesuaikan pembelajaran dalam masa pandemi ini. Pedoman utamanya adalah bagaimana siswa dapat memperoleh pengalaman belajar yang mendekati sama dengan kondisi normal. Guru juga diberi kelonggaran dalam memberi umpan balik terhadap tugas yang diberikan kepada siswa. Kebijakan Kemendikbud juga menekankan bahwa pemberian umpan balik oleh guru lebih bersifat kualitatif dan berguna tanpa diharuskan memberi skor/kuantitatif. Sehingga siswa tidak terbebani dengan umpan balik yang diberikan guru. Dalam jangka pendek ini guru lebih banyak berperan secara langsung mengadaptasi proses pembelajaran dalam masa pandemi covid-19.

Jangka Menengah

Setelah pandemi covid-19 ini usai nantinya, diperlukan langkah perbaikan/remidial teaching untuk menyempurnakan capaian kurikulum. Alternatifnya dengan memprogramkan matrikulasi mengulang materi pembelajaran untuk percepatan mengejar ketertinggalan. Hal ini dapat dicapai dengan dukungan sekolah serta persetujuan dinas pendidikan. Program ini belum dapat ditentukan kapan  dimulai karena pandemi covid-19 belum dapat diprediksi kapan akan berakhir. Namun demikian sekolah dan dinas pendidikan dapat mulai memikirkan untuk mempersiapkan jangka menengah ini.

Jangka Panjang

Dengan atau tanpa persiapan, bencana dapat terjadi sewaktu – waktu. Selama ini langkah mitigasi bencana lebih ditekankan untuk mengantisipasi bencana alam. Bencana wabah seperti covid-19 memang jarang tersentuh. Instansi terkait perlu memikirkan upaya mitigasi manakala proses pembelajaran tidak dapat dilaksanakan secara langsung di sekolah dalam rentang waktu yang cukupa lama. Mungkin saja tidak hanya mitigasi korban jiwa, namun juga bagaimana hak siswa untuk memperoleh pembelajaran tetap dapat diberikan. Dalam jangka panjang, Kemendikbud dan kementerian/instansi terkait perlu membuat SOP dan langkah antisipatif sehingga sekolah tidak gagap ketika dihadapkan pada situasi tidak menentu seperti pandemi covid-19 ini.

Sebelum dikeluarkan kebijakan Mendikbud RI No 4 / 2020 tertanggal 24 Maret 2020 tentang Pelaksanaan Kebijakan Pendidikan Dalam Masa Darurat Penyebaran Coronavirus Disease (Covid-19). Tentang kebijakan “belajar dari rumah akibat dari adanya virus corona” Menteri Pendidikan dan Kebudayaan (Mendikbud) Nadiem Anwar Makarim kebijakan pendidikan “Merdeka Belajar” untuk meningkatkan kualitas sumber daya manusia (SDM), (Mendikbud) Nadiem Anwar Makarim, menetapkan empat program pokok kebijakan pendidikan “Merdeka Belajar”. Program tersebut meliputi Ujian Sekolah Berstandar Nasional (USBN), Ujian Nasional (UN), Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP), dan Peraturan Penerimaan Peserta Didik Baru (PPDB) Zonasi.  Dengan kebijakan ini guru dapat lebih fokus pada pembelajaran siswa dan siswa pun bisa lebih banyak belajar.

Kebijakan inipun sepertinya sejalan dengan yang tertuang dalam Surat Edaran Mendikbud No 4 /2020. Dimana pada masa pandemi sistem pembelajaran tidak lagi berfukus pada pembelajaran tatap muka yang bersumber dari guru, melainkan memunculkan inovasi pembelajaran yang berorientasi pada siswa itu sendiri. Sehingga pembelajaran lebih fleksibel dan efisien. Konsep merdeka belajar memberikan kesempatan emas bagi guru untuk kreatif dan inovatif dalam melangsungkan proses pembelajaran. Konsep ini juga akan memberikan kesempatan terhadap murid bagaimana menggali dan menempa dirinya untuk menemukan bakat dan minat dalam belajar. Pembelajaran adalah proses interaksi peserta didik dengan pendidik dan sumber belajar pada suatu lingkungan belajar.

Artinya dengan kata lain, pembelajaran adalah proses untuk membantu peserta didik agar dapat belajar dengan baik. Sebelum mencapai terhadap tujuan dari konsep merdeka belajar, pembelajaran yang inovatif sebagai jalan yang menghubungjan untuk memberikan rangsangan dalam belajar agar tidak jenuh dan bosan yang harus dimaksimalkan oleh guru. Mengutip Tokoh Filsuf Pendidikan, Paulo Freire mengatakan bahwa tujuan dari merdeka belajar adalah sebuah pendidikan yang memebaskan untuk mencapai sebagai subjek yang hakikat diri secara utuh. Artinya dalam proses pembelajaran yang melibatkan interaksi antara guru dan murid tidak memuat model pendidikan ala gaya bank, yang seyognya peserta didik hanya didoktrin untuk menerima informasi dan budaya menghafal tanpa memunculkan rekayasa pendidikan yang interaktif bagaimana guru mampu memberikan rangsangan yang dialogis terhadap peserta didik. Sehingga peserta didik ditempatkan sebagai subjek aktif bukan malah sebagai objek yang didominasi oleh guru. Bagi Paulo Freire, pendidikan haruslah berorientasi kepada pengenalan realitas diri manusia dan dirinya sendiri. Pengenalan itu tidak cukup hanya bersifat objektif atau subjektif, tapi harus kedua-keduanya.

Sementara pembelajaran inovatif merupakan pembelajaran yang memberikan kesempatan pada peserta didik untuk membangun pengetahuan itu sendiri atau secara mandiri. Dalam mewujudkan pembelajaran inovatif sangat dibutuhkan adanya model pembelajaran, media pembelajaran, dan yang paling utama adalah strategi pembelajaran.

Kesimpulannya bahwa konsep pembelajaran “Merdeka Belajar” menupakan solusi cerdas yang inovatif di zaman teknologi industry 4.o saat ini dan terobosan sistem pembelajaran pada masa pandemic. Dimana pada kondisi ini sistem pembelajaran tidak lagi konvensional yang berfokus pada guru. Tetapi lebih mengedepankan siswa dengan pemanfaatan IT dan media pembelajaran.

Cara Menggunakan Multimeter / Multitester (Analog & Digital)

Cara Menggunakan Multimeter / Multitester

Cara Menggunakan Multimeter – Multimeter adalah alat yang berfungsi untuk mengukur Voltage (Tegangan), Ampere (Arus Listrik), dan Ohm (Hambatan/resistansi) dalam satu unit. Multimeter sering disebut juga dengan istilah Multitester atau AVOMeter (singkatan dari Ampere Volt Ohm Meter). Terdapat 2 jenis Multimeter dalam menampilkan hasil pengukurannya yaitu Analog Multimeter (AMM) dan Digital Multimeter (DMM).

Sehubungan dengan tuntutan akan keakurasian nilai pengukuran dan kemudahan pemakaiannya serta didukung dengan harga yang semakin terjangkau, Digital Multimeter (DMM) menjadi lebih populer dan lebih banyak dipergunakan oleh para Teknisi Elektronika ataupun penghobi Elektronika.

Dengan perkembangan teknologi, kini sebuah Multimeter atau Multitester tidak hanya dapat mengukur Ampere, Voltage dan Ohm atau disingkat dengan AVO, tetapi dapat juga mengukur Kapasitansi, Frekuensi dan Induksi dalam satu unit (terutama pada Multimeter Digital). Beberapa kemampuan pengukuran Multimeter yang banyak terdapat di pasaran antara lain :

§  Voltage (Tegangan) AC dan DC satuan pengukuran Volt

§  Current (Arus Listrik) satuan pengukuran Ampere

§  Resistance (Hambatan) satuan pengukuran Ohm

§  Capacitance (Kapasitansi) satuan pengukuran Farad

§  Frequency (Frekuensi) satuan pengukuran Hertz

§  Inductance (Induktansi) satuan pengukuran Henry

§  Pengukuran atau Pengujian Dioda

§  Pengukuran atau Pengujian Transistor

Bagian-bagian penting Multimeter

Multimeter atau multitester pada umumnya terdiri dari 3 bagian penting, diantanya adalah :

1.      Display

2.      Saklar Selektor

3.      Probe

Gambar dibawah ini Merupakan bagian penting dari Multimeter Digital dan Analog;

Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter

Untuk mengetahui apakah sebuah Dioda dapat bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya, maka diperlukan pengukuran terhadap Dioda tersebut dengan menggunakan Multimeter (AVO Meter).

CARA MENGUKUR DIODA DENGAN MULTIMETER ANALOG

1.      Aturkan Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) x1k atau x100

2.      Hubungkan Probe Merah pada Terminal Katoda (tanda gelang)

3.      Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Anoda.

4.      Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter.

5.      Jarum pada Display Multimeter harus bergerak ke kanan.

6.      Balikan Probe Merah ke Terminal Anoda dan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang).

7.      Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter.

8.      Jarum harus tidak bergerak.
**Jika Jarum bergerak, maka Dioda tersebut berkemungkinan sudah rusak.

Cara Mengukur Transistor dengan Multimeter Digital

Pada umumnya, Multimeter Digital memiliki fungsi mengukur Dioda dan Resistansi (Ohm) dalam Saklar yang sama. Maka untuk Multimeter Digital jenis ini, Pengujian Multimeter adalah terbalik dengan Cara Menguji Transistor dengan Menggunakan Multimeter Analog.

Cara Mengukur Transistor PNP dengan Multimeter Digital

1.      Atur Posisi Saklar pada Posisi Dioda

2.      Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Basis (B) dan Probe Merah pada Terminal Emitor (E), Jika Display Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik

3.      Pindahkan Probe Merah pada Terminal Kolektor (C), jika Display Multimeter nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.

Cara Mengukur Transistor NPN dengan Multimeter Digital

1.      Atur Posisi Saklar pada Posisi Dioda

2.      Hubungkan Probe Merah pada Terminal Basis (B) dan Probe Hitam pada Terminal Emitor (E), Jika Display Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik

3.      Pindahkan Probe Hitam pada Terminal Kolektor (C), jika Display Multimeter menunjukan nilai Voltage tertentu, berarti Transistor tersebut dalam kondisi baik.

Cara Mengukur/Menguji Kapasitor dengan Multimeter Digital

Cara mengukur Kapasitor dengan Multimeter Digital yang memiliki fungsi Kapasitansi Meter cukup mudah, berikut ini caranya :

1.      Atur posisi skala Selektor ke tanda atau Simbol Kapasitor

2.      Hubungkan Probe ke terminal kapasitor.

3.      Baca Nilai Kapasitansi Kapasitor tersebut.

Cara Menguji Resistor dengan Multimeter Digital

1.      Atur Posisi Saklar Selektor ke Ohm (Ω).

2.      Pilih skala sesuai dengan perkiraan Ohm yang akan diukur. Biasanya diawali ke tanda “X” yang artinya adalah “Kali”. (khusus Multimeter Analog).

3.      Hubungkan probe ke komponen Resistor, tidak ada polaritas, jadi boleh terbalik.

4.      Baca hasil pengukuran di Display Multimeter. (Khusus untuk Analog Multimeter, diperlukan pengalian dengan setting di langkah ke-2).

Cara Mengukur Tegangan DC (DC Voltage)

1. Atur Posisi Saklar Selektor ke DCV.
2. Pilihlah skala sesuai dengan perkiraan tegangan yang akan diukur. Jika ingin mengukur 6 Volt, putar saklar selector ke 12 Volt (khusus Analog Multimeter).
   **Jika tidak mengetahui tingginya tegangan yang diukur, maka disarankan untuk memilih skala tegangan yang lebih tinggi untuk menghindari terjadi kerusakan pada multimeter.
3. Hubungkan probe ke terminal tegangan yang akan diukur. Probe Merah pada terminal Positif (+) dan Probe Hitam ke terminal Negatif (-). Hati-hati agar jangan sampai terbalik.
4. Baca hasil pengukuran di Display Multimeter.

Cara Mengukur Tegangan AC (AC Voltage)

1. Atur Posisi Saklar Selektor ke ACV.
2. Pilih skala sesuai dengan perkiraan tegangan yang akan diukur. Jika ingin mengukur 220 Volt, putar saklar selector ke 300 Volt (khusus Analog Multimeter).
   **Jika tidak mengetahui tingginya tegangan yang diukur, maka disarankan untuk memilih skala tegangan yang tertinggi untuk menghindari terjadi kerusakan pada multimeter.
3. Hubungkan probe ke terminal tegangan yang akan diukur. Untuk Tegangan AC, tidak ada polaritas Negatif (-) dan Positif (+).
4. Baca hasil pengukuran di Display Multimeter.

Cara Mengukur Arus Listrik (Ampere)

1. Atur Posisi Saklar Selektor ke DCA.
2. Pilih skala sesuai dengan perkiraan arus yang akan diukur. Jika Arus yang akan diukur adalah 100mA maka putarlah saklar selector ke 300mA (0.3A). Jika Arus yang diukur melebihi skala yang dipilih, maka sekering (fuse) dalam Multimeter akan putus. Kita harus menggantinya sebelum kita dapat memakainya lagi.
3. Putuskan Jalur catu daya (power supply) yang terhubung ke beban.
4. Kemudian hubungkan probe Multimeter ke terminal Jalur yang kita putuskan tersebut. Probe Merah ke Output Tegangan Positif (+) dan Probe Hitam ke Input Tegangan (+) Beban ataupun Rangkaian yang akan kita ukur. Untuk lebih jelas, silakan lihat gambar berikut ini.
5. Baca hasil pengukuran di Display Multimeter.

Kegiatan Belajar 2 Kelas X TKJ-RPL (Komponen Pasif) ; Menerapkan Teknik Analog & Digital Dasar

Kegiatan Belajar 2  :

Komponen Pasif

A. Tujuan kegiatan pembelajaran 2

1) Peserta diklat memahami jenis-jenis resistor dengan benar.

2) Peserta diklat menguasai tentang kode warna dan angka resistor dengan benar.

3) Peserta diklat memahami kode warna pada kapasitor dengan benar.

4) Peserta diklat menjelaskan kode angka dan huruf kapasitor dengan benar.

5) Peserta diklat menghitung induktor dengan benar.

B. Uraian materi 2 :

Yang termasuk komponen pasif adalah resistor, kapasitor, induktor.

-          Resistor

Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya. Satuan harga resistor adalah Ohm.  ( 1 MW (mega ohm) = 1000 KW (kilo ohm) = 106 W (ohm)).

Resistor terbagi menjadi dua macam, yaitu :

 Resistor tetap yaitu resistor yang nilai hambatannya  relatif tetap, biasanya terbuat dari karbon, kawat atau paduan logam. Nilainya hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan panjangnya lintasan karbon. Panjang lintasan karbon tergantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral. Gambar simbol dan bentuk resistor tetap dapat dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. (a) Resistor tetap; (b) Simbol resistor tetap

Resistor variabel atau potensiometer, yaitu resistor yang besarnya hambatan dapat diubah-ubah. Yang termasuk kedalam potensiometer ini antara lain : Resistor KSN (koefisien suhu negatif), Resistor LDR (light dependent resistor) dan Resistor VDR  (Voltage Dependent Resistor). Gambar simbol dan bentuk resistor variabel dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2.    (a) Resistor Variabel / Potensiometer; (b) Simbol resistor variabel/potensiometer

Menentukan Kode Warna pada Resistor

Kode warna pada resistor menyatakan harga resistansi dan toleransinya. Semakin kecil harga toleransi suatu resistor adalah semakin baik, karena harga sebenarnya adalah harga yang tertera – harga toleransinya.

Terdapat resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5 gelang warna seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 3. Resistor dengan 4 Gelang dan 5 Gelang Warna.

Tabel 1. Kode Warna pada Resistor 4 Gelang

Contoh :

Sebuah resistor dengan 4 gelang. Gelang pertama cokelat, gelang kedua cokelat, gelang ketiga orange dan gelang keempat emas. Tentukan nilai tahanan resistor ! Nilai Resistor tersebut : Gelang 1 (cokelat) =1; Gelang 2(cokelat)=0; Gelang 3(orange)= 103 ; Gelang 4 (emas)   = 5 %

Sehingga nilai tahanan resistor adalah    10 x  103 W ± 5 % atau 10 K W dengan toleransi 5 %

Kode Huruf Resistor

Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya adalah resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan keramik/porselin, seperti terlihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 4. Resistor dengan Kode Angka dan Huruf

Arti kode angka dan huruf pada resistor dengan kode  5 W 22 R J adalah sebagai berikut :

5 W berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt

22 R berarti besarnya resistansi 22 W

Dengan  besarnya toleransi 5%

-          Kapasitor

Kapasitor atau kondensator adalah suatu komponen listrik yang dapat menyimpan muatan listrik. Kapasitas kapasitor diukur dalam F (Farad) = 10-6 mF (mikro Farad) = 10-9 nF (nano Farad) = 10-12 pF (piko Farad). Kapasitor elektrolit mempunyai dua kutub positif dan kutub negatif (bipolar), sedangkan kapasitor kering misal kapasitor mika, kapasitor kertas tidak membedakan kutub positif dan kutub negatif (non polar). Bentuk dan simbol kapasitor dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 5. (a)  Kapasitor; (b) Simbol kapasitor

Test Formatif 1 Kelas TKT-RPL ; Menerapkan Teknik Analog & Digital Dasar

1) Jelaskan pengertian dari bahan semikonduktor ! 
2) Apa arti dari elektron valensi ?
3) Apa yang dimaksud dengan semikonduktor intrinsik ? 
4) Sebutkan beberapa contoh semikonduktor bervalensi tiga !

Tugas 1 kelas X TKJ-RPL ; Menerapkan teknik Analog & Digital Dasar

Carilah unsur-unsur kimia yang termasuk ke dalam kategori semikonduktor ! ! !
(Cari dalam tabel periodik unsur-unsur kimia)

Kegiatan Belajar 1 Kelas X TKJ-RPL ( TEORI ATOM) ; Menerapkan Teknik Analog & Digital Dasar

Kegiatan Belajar 1 :

Teori Atom dan Moleku

A. Tujuan kegiatan pembelajaran 1
1) Peserta diklat mampu memahami dan menjelaskan struktur atom semikonduktor.
2) Peserta diklat mampu memahami dan menjelaskan semikonduktor tipe N dan tipe P.

B. Uraian Materi 1

Operasi komponen elektronika benda padat seperti dioda, LED, Transistor Bipolar dan FET serta Op-Amp atau rangkaian terpadu lainnya didasarkan atas sifat-sifat semikonduktor. Semikonduktor adalah bahan yang sifat-sifat kelistrikannya terletak antara sifat-sifat konduktor dan isolator. Sifat-sifat kelistrikan konduktor maupun isolator tidak mudah berubah oleh pengaruh temperatur, cahaya atau medan magnit, tetapi pada semikonduktor sifat-sifat tersebut sangat sensitive.

Elemen terkecil dari suatu bahan yang masih memiliki sifat-sifat kimia dan fisika yang sama adalah atom. Suatu atom terdiri atas tiga partikel dasar, yaitu: neutron, proton, dan elektron. Dalam struktur atom, proton dan neutron membentuk inti atom yang bermuatan positip, sedangkan elektron-elektron yang bermuatan negatip mengelilingi inti. Elektron-elektron ini tersusun berlapis-lapis. Struktur atom dengan model Bohr dari bahan semikonduktor yang paling banyak digunakan adalah silikon dan germanium.

Seperti ditunjukkan pada Gambar 1 atom silikon mempunyai elektron yang mengorbit (mengelilingi inti) sebanyak 14 dan atom germanium mempunyai 32 elektron. Pada atom yang seimbang (netral) jumlah elektron dalam orbit sama dengan jumlah proton dalam inti. Muatan listrik sebuah elektron adalah: - 1.602-19 C dan muatan sebuah proton adalah: + 1.602-19 C.

Gambar 1. Struktur Atom (a) Silikon; (b) Germanium 

Elektron yang menempati lapisan terluar disebut sebagai elektron valensi. Atom silikon dan germanium masing mempunyai empat elektron valensi. Oleh karena itu baik atom silikon maupun atom germanium disebut juga dengan atom tetra-valent (bervalensi empat). Empat elektron valensi tersebut terikat dalam struktur kisi-kisi, sehingga setiap elektron valensi akan membentuk ikatan kovalen dengan elektron valensi dari atom-atom yang bersebelahan. Struktur kisi-kisi kristal silikon murni dapat digambarkan secara dua dimensi pada Gambar 2 guna memudahkan pembahasan.

Gambar 2. Struktur Kristal Silikon dengan Ikatan Kovalen 

Meskipun terikat dengan kuat dalam struktur kristal, namun bisa saja elektron valensi tersebut keluar dari ikatan kovalen menuju daerah konduksi apabila diberikan energi panas. Bila energi panas tersebut cukup kuat untuk memisahkan elektron dari ikatan kovalen maka elektron tersebut menjadi bebas atau disebut dengan elektron bebas. Pada suhu ruang terdapat kurang lebih 1.5 x 1010 elektron bebas dalam 1 cm3 bahan silikon murni (intrinsik) dan 2.5 x 1013 elektron bebas pada germanium. Semakin besar energi panas yang diberikan semakin banyak jumlah elektron bebas yang keluar dari ikatan kovalen, dengan kata lain konduktivitas bahan meningkat. 

Semikonduktor Tipe N Apabila bahan semikonduktor intrinsik (murni) diberi (didoping) dengan bahan bervalensi lain maka diperoleh semikonduktor ekstrinsik. Pada bahan semikonduktor intrinsik, jumlah elektron bebas dan holenya adalah sama. Konduktivitas semikonduktor intrinsik sangat rendah, karena terbatasnya jumlah pembawa muatan yakni hole maupun elektron bebas tersebut. 

Jika bahan silikon didoping dengan bahan ketidak murnian (impuritas) bervalensi lima (penta-valens), maka diperoleh semikonduktor tipe n. Bahan dopan yang bervalensi lima ini misalnya antimoni, arsenik, dan pospor. Struktur kisi-kisi kristal bahan silikon type n dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Struktur Kristal Semikonduktor (Silikon) Tipe N 

Karena atom antimoni (Sb) bervalensi lima, maka empat elektron valensi mendapatkan pasangan ikatan kovalen dengan atom silikon sedangkan elektron valensi yang kelima tidak mendapatkan pasangan. Oleh karena itu ikatan elektron kelima ini dengan inti menjadi lemah dan mudah menjadi elektron bebas. Karena setiap atom depan ini menyumbang sebuah elektron, maka atom yang bervalensi lima disebut dengan atom donor. Dan elektron “bebas” sumbangan dari atom dopan inipun dapat dikontrol jumlahnya atau konsentrasinya. 

Meskipun bahan silikon type n ini mengandung elektron bebas (pembawa mayoritas) cukup banyak, namun secara keseluruhan kristal ini tetap netral karena jumlah muatan positip pada inti atom masih sama dengan jumlah keseluruhan elektronnya. Pada bahan type n disamping jumlah elektron bebasnya (pembawa mayoritas) meningkat, ternyata jumlah holenya (pembawa minoritas) menurun. Hal ini disebabkan karena dengan bertambahnya jumlah elektron bebas, maka kecepatan hole dan elektron ber-rekombinasi (bergabungnya kembali elektron dengan hole) semakin meningkat. Sehingga jumlah holenya menurun. 

Level energi dari elektron bebas sumbangan atom donor dapat digambarkan seperti pada Gambar 4. Jarak antara pita konduksi dengan level energi donor sangat kecil yaitu 0.05 eV untuk silikon dan 0.01 eV untuk germanium. Oleh karena itu pada suhu ruang saja, maka semua elektron donor sudah bisa mencapai pita konduksi dan menjadi elektron bebas.

Gambar 4. Diagram Pita Energi Semikonduktor Tipe N 

Bahan semikonduktor tipe n dapat dilukiskan seperti pada Gambar 5. Karena atom-atom donor telah ditinggalkan oleh elektron valensinya (yakni menjadi elektron bebas), maka menjadi ion yang bermuatan positip. Sehingga digambarkan dengan tanda positip. Sedangkan elektron bebasnya menjadi pembawa mayoritas. Dan pembawa minoritasnya berupa hole.

Gambar 5. Bahan Semikonduktor Tipe N 

Semikonduktor Tipe P 

Apabila bahan semikonduktor murni (intrinsik) didoping dengan bahan impuritas (ketidak-murnian) bervalensi tiga, maka akan diperoleh semikonduktor type p. Bahan dopan yang bervalensi tiga tersebut misalnya boron, galium, dan indium. Struktur kisikisi kristal semikonduktor (silikon) type p adalah seperti Gambar 6. 

Karena atom dopan mempunyai tiga elektron valensi, dalam Gambar 6 adalah atom Boron (B) , maka hanya tiga ikatan kovalen yang bisa dipenuhi. Sedangkan tempat yang seharusnya membentuk ikatan kovalen keempat menjadi kosong (membentuk hole) dan bisa ditempati oleh elektron valensi lain. Dengan demikian sebuah atom bervalensi tiga akan menyumbangkan sebuah hole. Atom bervalensi tiga (trivalent) disebut juga atom akseptor, karena atom ini siap untuk menerima elektron. 

Seperti halnya pada semikonduktor type n, secara keseluruhan kristal semikonduktor type n ini adalah netral. Karena jumlah hole dan elektronnya sama. Pada bahan type p, hole merupakan pembawa muatan mayoritas. Karena dengan penambahan atom dopan akan meningkatkan jumlah hole sebagai pembawa muatan. Sedangkan pembawa minoritasnya adalah elektron.

Gambar 6. Struktur Kristal Semikonduktor (Silikon) Tipe P 

Level energi dari hole akseptor dapat dilihat pada Gambar 7. Jarak antara level energi akseptor dengan pita valensi sangat kecil yaitu sekitar 0.01 eV untuk germanium dan 0.05 eV untuk silikon. Dengan demikian hanya dibutuhkan energi yang sangat kecil bagi elektron valensi untuk menempati hole di level energi akseptor. Oleh karena itu pada suhur ruang banyak sekali jumlah hole di pita valensi yang merupakan pembawa muatan. 

Bahan semikonduktor type p dapat dilukiskan seperti pada Gambar 8. Karena atom-atom akseptor telah menerima elektron, maka menjadi ion yang bermuatan negatip. Sehingga digambarkan dengan tanda negatip. Pembawa mayoritas berupa hole dan pembawa minoritasnya berupa elektron.

Gambar 7. Diagram Pita Energi Semikonduktor Tipe P

Gambar 8. Bahan Semikonduktor Tipe P

MERAKIT PERSONAL KOMPUTER

Ini dia langkah-langkah mudah dan komplet untuk mewujudkan PC impian Anda.

siapkanlah alat dan bahan seperti gambar tersebut diatas, sebagai langkah persiapan melakukan praktek merakit komputer (PC)
MEMPERSIAPKAN BAHAN DAN ALAT LANGKAH 1 

Sebaiknya lakukan perakitan PC di ruangan tertutup dan bebas debu. Idealnya sih memang di ruangan ber-AC (air condition). Siapkan meja kerja yang cukup lebar untuk menaruh semua peralatan dan perlengkapan, serta taruh sebuah kursi yang nyaman. Jangan merokok, karena abu rokok bisa mengotori dan merusak komponen PC, terutama prosesor. Tempatkan air minum Anda jauh dari meja kerja. Gunakan pula lampu penerangan yang cukup kuat.

LANGKAH 2.

Untuk menghindari arus statik pastikan outlet listrik di rumah Anda telah dibumikan atau gunakan gelang antistatik dan sandal karet. Gelang anti-statik merupakan gelang berkabel yang salah satu ujungnya menempel pada casing PC. Jangan berdiri dengan telapak kaki telanjang atau menginjak sesuatu yang menghantarkan listrik, seperti lembar vinyl atau lembaran plastik. O ya, basuhlah tangan Anda terlebih dahulu dan keringkan. Ini untuk menghindari keringat dan kotoran di tangan yang bisa menyebabkan komponen PC berkarat.

MEMBUKA CASING DAN MEMASANG POWER SUPPLY 

LANGKAH 3 

Siapkan casing, bukalah dari dusnya dan keluarkan. Casing yang kami gunakan di sini adalah model tower dengan penutup samping. Bukalah kedua penutup samping dengan melepas keempat baut yang berada di belakang casing. Simpanlah terlebih dahulu kedua penutup samping itu di tempat yang aman.

LANGKAH 4

Pasanglah swicthing power supply unit (PSU) adapter pada tempat yang telah disediakan. Pada model tower dan middle tower, biasanya tempatnya di sisi paling atas. Lalu rekatkan dengan empat buah baut. Anda bisa mengabaikan langkah ini bila casing yang Anda beli telah menyertakan PSU di dalamnya.