TKA SMK/MAK Teknik Elektronika Interaktif

Komponen Semikonduktor (Dioda, BJT, MOSFET), Penguat Op-Amp, dan Sistem Logika Digital – Materi & Latihan TKA Teknik Elektronika SMK/MAK

Karakteristik semikonduktor (dioda penyearah, zener, BJT common emitter, MOSFET enhancement mode), penguat operasional Op-Amp (inverting, non-inverting, komparator, summing), gerbang logika dasar, aljabar Boolean, K-Map, flip-flop, counter, serta konversi data ADC dan DAC.

Tujuan Pembelajaran

Menganalisis garis beban dan titik kerja (Q-point) transistor BJT dan switching kecepatan tinggi MOSFET.
Menghitung faktor penguatan (gain) rangkaian penguat operasional (Op-Amp) inverting dan non-inverting.
Menyederhanakan fungsi logika digital menggunakan Karnaugh Map (K-Map) dan merancang rangkaian pencacah (counter) berbasis flip-flop.

Materi & Pembahasan Konsep

TKA SMK/MAK

Selamat datang di modul Komponen Semikonduktor (Dioda, BJT, MOSFET), Penguat Op-Amp, dan Sistem Logika Digital pada mata pelajaran Teknik Elektronika SMK/MAK! Modul ini dirancang mengacu pada standar rekayasa elektronika analog dan teknik digital industri mutakhir.

1. Penguat Operasional (Operational Amplifier / Op-Amp)

Karakteristik Op-Amp Ideal: Penguatan loop terbuka tak terhingga ($A_{OL} = \infty$), impedansi masukan tak terhingga ($Z_{in} = \infty$), impedansi keluaran nol ($Z_{out} = 0$), bandwidth tak terhingga.
Inverting Amplifier: Tegangan keluaran terbalik fasa 180 derajat: $V_{out} = -\frac{R_f}{R_{in}} \cdot V_{in}$.
Non-Inverting Amplifier: Tegangan keluaran sefasa dengan masukan: $V_{out} = \left(1 + \frac{R_f}{R_1}\right) \cdot V_{in}$.

2. Sistem Logika & Rangkaian Sekuensial Digital

Gerbang Universal (NAND & NOR): Mampu mengimplementasikan semua fungsi logika dasar (AND, OR, NOT).
Flip-Flop (RS, D, JK, T): Elemen memori biner bistabil penyimpan 1-bit data berbasis pemicuan pulsa clock (edge-triggered).
ADC / DAC: ADC (Analog to Digital Converter) mengubah tegangan kontinu menjadi kode biner diskrit melalui sampling, kuantisasi, dan pengkodean; DAC melakukan rekonstruksi sebaliknya.

Referensi: Kerangka Standar Asesmen TKA Pusmendik Kemendikdasmen RI

Simulasi CBT

Latihan Interaktif (18 Soal)

Penilaian aman & otomatis

Cek Pemahaman

3 Soal

Soal 1 Pilihan Ganda mudah

5 Poin

Sebuah rangkaian penguat membalik (inverting amplifier) menggunakan Op-Amp dengan resistor masukan Rin = 10 kOhm dan resistor umpan balik Rf = 100 kOhm. Jika diberikan tegangan masukan Vin = +0,5 Volt, berapakah tegangan keluaran Vout?

A -5,0 Volt B +5,0 Volt C -0,05 Volt D +10,0 Volt

Soal 2 Pilihan Ganda Kompleks sedang

5 Poin

Manakah gerbang logika digital yang digolongkan sebagai 'Gerbang Logika Universal' (Universal Logic Gates)? (Pilih dua gerbang benar)

Centang semua pilihan yang kamu anggap benar! A. Gerbang NAND B. Gerbang NOR C. Gerbang XOR D. Gerbang AND murni

Soal 3 Benar / Salah mudah

5 Poin

Tentukan Benar atau Salah karakteristik komponen semikonduktor BJT dan MOSFET!

Tentukan apakah setiap pernyataan di bawah ini Benar atau Salah!

Pernyataan	Benar	Salah
BJT (Bipolar Junction Transistor) merupakan komponen terkendali arus (current-controlled device).	Benar	Salah
MOSFET merupakan komponen semikonduktor terkendali tegangan (voltage-controlled device) dengan impedansi masukan gerbang (gate) yang sangat tinggi.	Benar	Salah
Transistor BJT selalu memiliki arus bocor gerbang nol karena diisolasi lapisan silikon dioksida.	Benar	Salah

Latihan TKA

10 Soal

Soal 4 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Dioda Zener dirancang khusus untuk bekerja pada daerah tegangan tembus dadal tertentu dengan polaritas bias mundur (reverse bias) guna berfungsi sebagai:

A Penstabil / regulator tegangan referensi konstan B Pembangkit getaran frekuensi radio gelombang mikro C Penyimpan data bit memori komputer D Pendingin udara ruangan pasif

Soal 5 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Tipe flip-flop yang mampu mengatasi kondisi balapan terlarang (race around / invalid condition) pada saat kedua input bernilai logika '1' dengan cara membalik keadaan output sebelumnya (toggle) adalah:

A JK Flip-Flop B SR Latch sederhana C D Flip-Flop delay D Buffer 3-State

Soal 6 Pilihan Ganda Kompleks sedang

5 Poin

Manakah rumus penguatan tegangan penguat tak membalik (Non-Inverting Op-Amp) dan pengikut tegangan (Voltage Follower)? (Pilih dua pernyataan benar)

Centang semua pilihan yang kamu anggap benar! A. Penguat Non-Inverting: Av = 1 + (Rf / R1). B. Voltage Follower (Buffer Kesatuan): Av = 1 (tegangan keluaran sama persis dengan tegangan masukan tanpa pembalikan fasa). C. Penguat Non-Inverting: Av = - (Rf / R1). D. Voltage Follower: Av = 0 Volt permanen.

Soal 7 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Jumlah kombinasi masukan biner yang harus diplot pada sebuah Karnaugh Map (K-Map) yang memiliki 4 variabel input (A, B, C, D) adalah sebanyak:

A 16 sel B 8 sel C 32 sel D 4 sel

Soal 8 Benar / Salah sedang

5 Poin

Tentukan Benar atau Salah prinsip rangkaian filter aktif Op-Amp (Low Pass & High Pass)!

Tentukan apakah setiap pernyataan di bawah ini Benar atau Salah!

Pernyataan	Benar	Salah
Low Pass Filter (LPF) aktif melewatkan sinyal listrik berfrekuensi rendah di bawah frekuensi cut-off (fc) dan meredam sinyal berfrekuensi tinggi.	Benar	Salah
Frekuensi cut-off (-3 dB) pada filter RC orde satu dihitung dengan formula fc = 1 / (2 x pi x R x C).	Benar	Salah
Filter pasif RC mampu memperkuat amplitudo sinyal hingga 100 kali lipat tanpa sumber catu daya eksternal.	Benar	Salah

Soal 9 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Sebuah rangkaian pencacah biner asinkron (ripple counter) modulo-16 membutuhkan jumlah flip-flop tipe JK atau D sebanyak:

A 4 buah flip-flop B 2 buah flip-flop C 8 buah flip-flop D 16 buah flip-flop

Soal 10 Pilihan Ganda Kompleks sedang

5 Poin

Manakah komponen multivibrator yang dapat dibangun menggunakan IC pewaktu legendaris NE555? (Pilih dua mode kerja benar)

Centang semua pilihan yang kamu anggap benar! A. Astable Multivibrator (pembangkit osilasi gelombang kotak bebas tanpa pemicu eksternal). B. Monostable Multivibrator (pewaktu pulsa tunggal / one-shot timer saat menerima sinyal trigger). C. Pembangkit tenaga nuklir fusi mikro. D. Panel surya fotovoltaik monokristalin.

Soal 11 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Sebuah konverter Analog-ke-Digital (ADC) beresolusi 10-bit beroperasi pada rentang tegangan referensi 0 hingga 5,0 Volt. Berapakah nilai resolusi tegangan per step (LMS) terkecil yang dapat dideteksi?

A Sekitar 4,88 mV B Sekitar 500 mV C Tepat 1,00 Volt D Sekitar 0,01 mV

Soal 12 Benar / Salah sedang

5 Poin

Tentukan Benar atau Salah karakteristik sakelar daya semikonduktor SCR dan TRIAC!

Tentukan apakah setiap pernyataan di bawah ini Benar atau Salah!

Pernyataan	Benar	Salah
Silicon Controlled Rectifier (SCR) menghantarkan arus listrik searah (anoda ke katoda) setelah terminal gate menerima pulsa picu tegangan positif.	Benar	Salah
TRIAC merupakan komponen tiristor dua arah (bidirectional) yang mampu mengontrol daya listrik bolak-balik (AC) pada rangkaian dimmer lampu.	Benar	Salah
SCR yang sudah konduksi (on) dapat dimatikan seketika dengan memberikan tegangan positif lebih besar ke kaki gate-nya.	Benar	Salah

Soal 13 Pilihan Ganda sedang

5 Poin

Teorema De Morgan dalam aljabar Boolean yang menyatakan kesetaraan logika komplemen dari perkalian logika dua variabel (NOT (A AND B)) adalah setara dengan:

A (NOT A) OR (NOT B) B (NOT A) AND (NOT B) C A OR B D A AND B

Tantangan Penalaran

5 Soal

Soal 14 Pilihan Ganda sulit

5 Poin

Dalam perancangan sensor suhu industri menggunakan penguat instrumentasi (Instrumentation Amplifier) 3-Op-Amp yang membaca sinyal mikrovolt dari jembatan Wheatstone, parameter spesifikasi Op-Amp apa yang harus dioptimalkan setinggi mungkin untuk menolak derau dengung tegangan bersama (common-mode noise 50 Hz dari saluran jala-jala listrik PLN)?

A Common Mode Rejection Ratio (CMRR) tinggi B Slew rate paling lambat C Tegangan offset masukan sebesar 5 Volt D Impedansi keluaran tak terhingga

Soal 15 Pilihan Ganda Kompleks sulit

5 Poin

Pada rangkaian komparator Schmitt Trigger non-inverting berbasis Op-Amp dengan tegangan saturasi output +/- 12 Volt, apa fungsi utama dari hysteresis loop (Vth dan Vtl)? (Pilih dua jawaban benar)

Centang semua pilihan yang kamu anggap benar! A. Menghilangkan fenomena 'chattering' (osilasi pensaklaran berulang palsu) akibat derau noise pada sinyal masukan. B. Menetapkan dua nilai batas ambang tegangan yang berbeda: ambang atas (Vth) dan ambang bawah (Vtl). C. Mengubah sinyal analog menjadi gelombang suara radio FM. D. Menghilangkan kebutuhan sambungan catu daya pada Op-Amp.

Soal 16 Benar / Salah sulit

5 Poin

Evaluasi batas kecepatan laju perubahan tegangan Op-Amp (Slew Rate distortion)!

Tentukan apakah setiap pernyataan di bawah ini Benar atau Salah!

Pernyataan	Benar	Salah
Slew Rate merupakan batas kecepatan maksimum perubahan tegangan keluaran Op-Amp per satuan waktu (satuan Volt/mikrodetik).	Benar	Salah
Ketika frekuensi atau amplitudo sinyal sinus melebihi kemampuan Slew Rate Op-Amp, bentuk gelombang keluaran akan terdistorsi menjadi segitiga (triangular distortion).	Benar	Salah
Semua Op-Amp di dunia memiliki Slew Rate tak terhingga sehingga dapat merespons frekuensi 100 GigaHertz tanpa cacat.	Benar	Salah

Soal 17 Pilihan Ganda sulit

5 Poin

Sebuah rangkaian daya motor induksi dikontrol oleh inverter jembatan tiga fasa menggunakan MOSFET daya kecepatan tinggi. Teramati adanya lonjakan tegangan transien sangat tinggi (voltage spike) yang merusak junction drain-source MOSFET setiap kali sakelar MOSFET memutus arus beban secara mendadak. Komponen proteksi apa yang wajib dipasang paralel dengan MOSFET untuk menyerap energi transien induktif tersebut?

A Rangkaian Snubber (RC Snubber / RCD) dan Dioda Freewheeling penyearah balik B Kabel tembaga panjang tanpa pelindung C Resistor pemanas air termos D Lampu pijar hias pohon natal

Soal 18 Pilihan Ganda Kompleks sulit

5 Poin

Teorema Sampling Nyquist-Shannon menetapkan kriteria mutlak saat mengonversi sinyal analog audio ke digital agar tidak terjadi fenomena distorsi 'Aliasing'. Pernyataan apa yang benar mengenai kriteria tersebut? (Pilih dua pernyataan benar)

Centang semua pilihan yang kamu anggap benar! A. Laju frekuensi pengambilan sampel (sampling frequency) harus minimal dua kali lipat lebih besar dari frekuensi tertinggi yang dikandung sinyal analog (fs >= 2 fmax). B. Wajib memasang Low-Pass Anti-Aliasing Filter sebelum sinyal analog masuk ke ADC untuk memotong frekuensi di atas frekuensi Nyquist. C. Frekuensi sampling cukup 1 kali per jam untuk semua jenis frekuensi musik. D. Sinyal analog tidak perlu disampling dan langsung ditransfer ke memori flash.

Sudah Selesai Mengerjakan?

Pastikan semua soal telah kamu jawab sebelum melihat skor dan pembahasan.

Topik Berikutnya » Sistem Kendali Mikrokontroler (Embedded Systems), Sensor Industri, dan Pemrograman PLC

Nomor Soal

0 / 18

• Belum • Terjawab • Ragu

Ke Atas Soal

Tes Kemampuan Akademik SMK/MAK • Teknik Elektronika Gratis & Otomatis