Sumber Teknologi Digital dan Aplikasinya Dalam Kehidupan

Sistem digital merupakan sebuah sistem yang terdiri atas sejumlah peralatan yang dapat memanipulasi informasi logika atau besaran fisis dalam bentuk sinyal digital. Besaran fisis sebuah sitem digital tidak bersifat kontinu, tetapi berupa nilai-nilai diskrit. Kelebihan sistem digital adalah dapat dibuat dengan mudah, penyimpanan informasinya dapat dilakukan dengan mudah, mempunyai ketepatan dan akurasi yang tinggi, pengoperasiannya dapat diprogramkan, transmisinya tidak terpengaruh dengan gangguan berupa noise, dan dapat dibuat dalam bentuk IC (Integrated Circuit).

Bagaimanakah cara membuat sebuah sistem digital? Sebuah sistem digital dapat dihasilkan melalui rangkaian elektronika yang dikenal dengan gerbang logika (logic gate). Suatu gerbang logika mempunyai satu terminal keluaran (output) dan satu atau lebih satu terminal masukan (input). Output dari suatu gerbang logika dapat bernilai tinggi (high = 1) ataupun rendah (low = 0) yang bergantung pada tingkatan atau level inputnya. Dalam suatu gerbang rangkaian logika , transisi atau level digital 1 dan 0 dapat dilakukan dengan mengubah satu level tegangan ke level tegangan lainnya dengan menggunakan komponen sakelar digital.

Ada beberapa jenis gerbang logika yang biasa digunakan dalam rangakaian digital yaitu NOT, AND, OR, NAND, dan NOR. Meskipun gerbang logika terdiri atas beberapa jenis, tetapi pada prinsipnya setiap gerbang logika berkaitan dengan sejumlah input dan output.

Berikut ini adalah komponen-komponen yang dapat digunakan sebagai sakelar digital dalam rangkaian gerbang logika serta prinsip kerja dan jenis-jenis gerbang logika yang dapat digunakan untuk membuat sistem digital.

Dioda adalah suatu komponen elektronika yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik hanya ke satu arah. Sebuah dioda terdiri atas dua buah blok semikonduktor yang telah dikotori atau dicampur dengan bahan lain dan kemudian digabungkan. Satu blok semikonduktor merupakan semikonduktor tipe-P (positif) dan semikonduktor lainnya merupakan semikonduktor tipe-N (negatif).

Cara kerja dioda dapat dibedakan menjadi dua, yaitu panjar maju (forward biased) dan panjar mundur (reserve biased). Dioda mengalamai forward biased ketika ketika terminal negatif suatu sumber listrik (baterai) dihubungkan ke terminal negatif dioda. Pada keadaan ini, arus listrik dapat mengalir melalui dioda. Sementara itu, dioda mengalami reserve biased ketika terminal negatif suatu sumber listrik (baterai) dihubungkan ke terminal positif dioda. Pada keadaan ini, arus listrik tidak dapat mengalir melalui dioda. Karakteristik unik inilah yang membuat dioda dapat digunakan sebagai sakelar (switch). Hal ini karena dioda dapat mengalirkan arus listrik ketika mengalami forward biased dan dapat memutuskan arus listrik ketika mengalami reserve biased.

Transistor mampu mengontrol besarnya arus listrik yang melaluinya. Sebuah transistor dapat digunakan untuk menaikkan dan menurunkan arus listrik yang melaluinya. Secara umum transistor, dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu transistror bipolar (NPN dan PNP) dan transistor efek medan yang lebih sering dikenal sebagai FET (field effect transistor).

Perbedaan utama antara kedua transistor bipolar (NPN dan PNP) dan FET adalah bahwa dalam transistor bipolar arus output (IC) dikendalikan oleh arus input (IB). Sementara itu dalam FET arus output (ID) dikendalikan oleh tegangan input. FET juga lebih stabil terhadap suhu dan konstruksinya lebih kecil. Selain itu pembuatannya lebih mudah daripada transisitor bipolar.

FET berfungsi sebagai penguat tegangan (voltage amplifier) sedangkan transistor bipolar berfungsi atau berperan sebagai penguat arus (current amplifier).

Satu contoh besaran yang ditampilkan secara digital dapat kita jumpai pada jam digital yang hanya menyediakan penunjukan jam dan menit (terkadang juga detik). Sebagaimana diketahui bahwa waktu berubah secara kontinyu tetapi jam tersebut tidak dapat menampilkan waktunya secara kontinyu. Tampilan jam itu hanya dapat berubah pada tingkat paling kecil dalam menit (terkadang detik). Dengan kata lain penyajian waktu tersebut berubah secara diskrit. Contoh lain tampilan digital adalah pencacahan partikel yang dipancarkan oleh suatu sumber radioaktif. Jelas bahwa cacah partikel hanya dapat berada pada bilangan bulat seperti tidak ada, satu, dua, tiga, dan seterusnya. Tidak pernah ada cacah partikel pada bilangan pecahan seperti setengah, seribu seperempat, dan sebagainya. Ciri khas dari besaran maupun tampilan digital adalah hanya dapat berada pada nilai-nilai tertentu yang diskrit.

Jika diperhatikan dengan seksama, kecenderungan piranti-piranti elektronika sekarang ini menuju pada otomatisasi (komputerisasi), minimalisasi (kompak, kecil) dan digitalisasi. Dengan otomatisasi segala pekerjaan dapat dikerjakan dengan mudah, dan akurat, seolah-olah pekerjaan dapat selesai dengan sendirinya. Dengan minimalisasi bentuk fisik berbagai piranti elektronika menjadi semakin kecil dan kompak, tidak banyak yang menempati ruang tetapi kinerjanya sangat handal. Sementara dengan digitalisasi memungkinkan pengolah data (sinyal, informasi) menjadi semakin menguntungkan. Kecenderungan pengolahan data dalam bentuk digital (digitalisasi) memiliki beberapa kelebihan, diantaranya adalah:

Tetapi karena sifatnya yang diskrit, dan (sinyal, informasi) digital tidak dapat berada pada nilai sembarang (kontinyu). Ada sinyal-sinyal yang secara alamiah berbentuk diskrit, seperti pulsa-pulsa dari detektor partikel, bit-bit data skalar, keyboard, komputer, dan lain-lain akan lebih tepat jika digunakan elektronika digital.