Your SlideShare is downloading. ×
Elektronika analog 2
Elektronika analog 2
Elektronika analog 2
Elektronika analog 2
Elektronika analog 2
Elektronika analog 2
Elektronika analog 2
Elektronika analog 2
Elektronika analog 2
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Elektronika analog 2

998

Published on

ygrex

ygrex

Published in: Design
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
998
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
48
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  1. Bab 4: Bias DC Transistor Bipolar 75 Agar transistor bekerja pada suatu titik kerja tertentu diperlukan rangkaianbias. Rangkaian bias ini akan menjamin pemberian tegangan bias persambungan E-Bdan B-C dari transistor dengan benar. Transistor akan bekerja pada daerah aktif bilapersambungan E-B diberi bias maju dan B-C diberi bias mundur (lihat tabel 3.1). Dalam praktek dikenal berbagai bentuk rangkaian bias yang masing-masingmempunyai keuntungan dan kerugian. Kemantapan kerja transistor terhadap penga-ruh temperatur merupakan faktor yang perlu diperhatikan dalam menentukan bentukrangkaian bias. Karena perubahan temperatur akan mempengaruhi β (faktor pengua-tan arus pada CE) dan arus bocor ICBO.4.3 Rangkaian Bias Tetap Gambar 4.2 menunjukkan rangkaian transistor dengan bias tetap. Rangkaianbias ini cukup sederhana karena hanya terdiri atas dua resistor RB dan RC. KapasitorC1 dan C2 merupakan kapasitor kopling yang berfungsi mengisolasi tegangan dc daritransistor ke tingkat sebelum dan sesudahnya, namun tetap menyalurkan sinyal ac-nya. VCC IC Sinyal RC C2 output RB Sinyal IB input C1 VCE VBE Gambar 4.2 Rangkaian bias tetap Pada analisis dc, semua kapasitor dapat diganti dengan rangkaian terbuka.Hal ini karena sifat kapasitor yang tidak dapat melewatkan arus dc. Dengan demikianuntuk keperluan analisis dc rangkaian dapat disederhanakan menjadi seperti padagambar 4.3. Dengan menggunakan hukum Kirchhoff tegangan pada ikal input (basis-emitor), maka diperoleh persamaan:Herman D. Surjono, (2001), Elektronika Analog I
  2. Bab 4: Bias DC Transistor Bipolar 76 IB.RB + VBE = VCC VCC - VBE IB = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ............(4.1) RBPersamaan ini cukup mudah untuk diingat karena sesuai dengan hukum Ohm, yakniarus yang mengalir pada RB adalah turun tegangan pada RB dibagi dengan RB.Karena VCC dan VBE tetap, maka RB adalah penentu arus basis pada titik kerja. VCC VCC IC RC RB IB VCE VBE Gambar 4.3 Rangkaian ekivalen dc dari gambar 4.2 Setelah arus IB ditentukan, maka arus IC dengan mudah dapat dihitung den-gan menggunakan persamaan: IC = βIB ......................(4.2) Dengan menggunakan hukum Kirchhoff pada ikal output (kolektor-emitor),maka diperoleh persamaan: IC.RC + VCE = VCC VCE = VCC - IC.RC .................(4.3)Herman D. Surjono, (2001), Elektronika Analog I
  3. Bab 4: Bias DC Transistor Bipolar 77 Ketiga harga yang baru saja diperoleh, yaitu IB, IB dan VCE inilah yang me-nentukan titik kerja transistor. Oleh karena itu dalam penulisan sering ditambah hu-ruf Q di belakangnya, yakni berturut-turut IBQ, ICQ dan VCEQ. Harga ICQ danVCEQ merupakan koordinat dari titik kerja Q pada kurva karakteristik output CE. Titik kerja Q dalam kurva karakteristik selalu terletak pada garis beban. Halini karena harga VCEQ diperoleh dari persamaan 4.3 yakni yang disebut dengan per-samaan garis beban. Untuk menggambar garis beban pada kurva, ditentukan dua titikyang berpotongan dengan masing-masing sumbu x (VCE) dan sumbu y (IC).Persamaan garis beban: VCE = VCC - IC.RCGaris beban akan memotong sumbu x (VCE), apabila arus IC adalah nol. Dalam halini transistor dalam keadaan mati (IC = 0), sehingga tegangan VCE adalah mak-simum, yaitu: VCEmaks = VCC .................(4.4)Garis beban akan memotong sumbu y (IC), apabila tegangan VCE adalah nol. Dalamhal ini transistor dalam keadaan jenuh (VCE = 0), sehingga arus IC adalah mak-simum, yaitu: VCE = VCC - IC.RC 0 = VCC - ICmaks. RC VCC ICmaks = ⎯⎯⎯ .................(4.5) RC Apabila kedua titik ekstrem (VCEmaks dan ICmaks) ini dihubungkan makadiperoleh garis beban dimana titik Q berada. Garis beban ini disebut dengan garisbeban dc, karena hanya berkaitan dengan parameter dc dari rangkaian. Lihat gambar4.4. Nanti pada pembahasan rangkaian bias yang lain akan dianalisa juga garis bebanac.Herman D. Surjono, (2001), Elektronika Analog I
  4. Bab 4: Bias DC Transistor Bipolar 78 IC ICmaks Q ICQ IBQ Garis beban dc VCE VCEmaks VCEQ Gambar 4.4 Kurva output dengan garis beban dcContoh 4.1 Suatu rangkaian penguat menggunakan bias tetap seperti pada gambar 4.5.Tentukan titik kerja (IBQ, ICQ, VCEQ) dan gambarkan garis beban dc-nya. VCC = 12 V RC Sinyal RB 2,2 KΩ C2 output 240 KΩ Sinyal C1 10 µF input β = 50 10 µFPenyelesaian: Gambar 4.5 Rangkaian penguat untuk contoh 4.1a) Titik kerja: VCC - VBE IBQ = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ RB 12V - 0,7V IBQ = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ = 47,08 µA 240 K ICQ = βIBQ = (50)(47,08 µA) = 2,35 mAHerman D. Surjono, (2001), Elektronika Analog I
  5. Bab 4: Bias DC Transistor Bipolar 79 VCEQ = VCC - ICRC = 12V - (2,35mA)(2,2KΩ) = 6,83 Voltb) Garis beban: VCC ICmaks = ⎯⎯⎯ RC 12V ICmaks = ⎯⎯⎯ = 5,45 mA 2,2 KΩ VCEmaks = VCC = 12 Volt IC (mA) 5,45 Q 47,08 2,35 A Garis beban dc VCE (Volt) 12 6,83 Gambar 4.6 Garis beban dc untuk contoh 4.1 Titik kerja dari rangkaian bias tetap sangat dipengaruhi oleh harga β. Olehkarena β sangat peka terhadap perubahan temperatur, maka stabilitas kerja dari rang-kaian bias tetap kurang baik. Untuk memperbaiki stabilitas terhadap variasi β, makadiberikan resistor pada kaki emitor (RE). Lihat gambar 4.7.Herman D. Surjono, (2001), Elektronika Analog I
  6. Bab 4: Bias DC Transistor Bipolar 80 VCC IC Sinyal RC C2 output RB Sinyal IB input C1 VCE VBE RE IE Gambar 4.7 Rangkaian bias tetap dengan stabilisasi emitor Dengan menggunakan hukum Kirchhoff tegangan, dari ikal input (basis-emitor) dapat diturunkan persamaan sebagai berikut: IB.RB + VBE + IE.RE = VCCkarena: IE = (β + 1)IBmaka: IB.RB + VBE + (β + 1)IB.RE = VCC IB {RB + (β + 1)RE} + VBE = VCC IB {RB + (β + 1)RE} = VCC - VBEsehingga diperoleh: VCC - VBE .......(4.6) IB = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ RB + (β + 1)RE Besarnya arus IC dapat dicari dengan persamaan 4.2, yaitu: IC = βIB. Persamaan garis beban dapat diturunkan dengan menggunakan hukumKirchhoff tegangan pada ikal output (kolektor-emitor) dari gambar 4.7, yaitu: IC.RC + VCE + IE.RE = VCCkarena IE ≅ IC, maka: IC.RC + VCE + IC.RE = VCCHerman D. Surjono, (2001), Elektronika Analog I
  7. Bab 4: Bias DC Transistor Bipolar 81 IC(RC + RE) + VCE = VCCsehingga diperoleh: VCE = VCC - IC(RC + RE) .............(4.7) Persamaan ini akan menentukan garis beban dc pada kurva output. Pada saatarus IC = 0 (transistor mati), maka tegangan VCE akan maksimum, yaitu (persmaan4.4): VCEmaks = VCCPada saat tegangan VCE = 0 (transistor jenuh), maka arus IC akan maksimum, yaitu: VCC ICmaks = ⎯⎯⎯⎯ .................(4.8) RC + REContoh 4.2 Suatu rangkaian penguat menggunakan bias tetap dengan stabilisasi emitorseperti pada gambar 4.8. Tentukan titik kerja (IBQ, ICQ, VCEQ) dan gambarkangaris beban dc-nya. VCC = 20 V RB RC Sinyal 430 KΩ 2 KΩ C2 output Sinyal C1 10 µF input β = 50 10 µF RE 10 µF 1 KΩ Gambar 4.8 Rangkaian penguat untuk contoh 4.2Herman D. Surjono, (2001), Elektronika Analog I
  8. Bab 4: Bias DC Transistor Bipolar 82Penyelesaian:a) Titik kerja: VCC - VBE IBQ = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ RB + (β + 1)RE 20V - 0,7V IBQ = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ = 40,1 µA 430KΩ + (50+1)(1KΩ) ICQ = βIBQ = (50)(40,1 µA) = 2,01 mA VCEQ = VCC - IC(RC + RE) = 20V - (2,01mA)(2KΩ + 1KΩ) = 13,97 Voltb) Garis beban: VCC ICmaks = ⎯⎯⎯⎯⎯ RC + RE 20V ICmaks = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ = 6,67 mA 2,2KΩ + 1KΩ VCEmaks = VCC = 20 Volt IC (mA) 6,67 Q 40,01 2,01 A Garis beban dc VCE (Volt) 20 13,97 Gambar 4.9 Garis beban dc untuk contoh 4.2Herman D. Surjono, (2001), Elektronika Analog I
  9. Bab 4: Bias DC Transistor Bipolar 83 Apabila contoh 4.1 di atas diulangi lagi untuk harga β (beta) dua kali lipat,yakni 100, maka diperoleh harga IB, IC, dan VCE sebagai berikut: β IB (µA) IC(mA) VCE(V) 50 47,08 2,35 6,83 100 47,08 4,70 1,64 Terlihat bahwa apabila β (beta) dinaikkan 100 %, maka arus kolektor IC naik100 %. Jadi arus IC sangat tergantung pada besarnya β. Karena β sangat peka terha-dap temperatur, maka rangkaian bias tetap (gambar 4.2) juga sangat peka terhadapperubahan temperatur. Sekarang apabila contoh 4.2 diulangi lagi untuk harga β (beta) dua kali lipat,yakni 100, maka diperoleh harga IB, IC, dan VCE sebagai berikut: β IB (µA) IC(mA) VCE(V) 50 40,1 2,01 13,97 100 36,3 3,63 9,11 Terlihat bahwa apabila β (beta) dinaikkan 100 %, maka arus IC naik 81 %.Perubahan ini lebih kecil dari contoh sebelumnya. Dari dua contoh tersebut dapatdisimpulkan bahwa rangkaian bias tetap dengan stabilisasi emitor (gambar 4.7) tern-yata lebih stabil terhadap perubahan β dari pada rangkaian bias tetap pada tanpa RE.4.5 Bias Umpan Balik Tegangan Untuk memperbaiki stabilitas titik kerja terhadap perubahan β, digunakanrangkaian bias dc dengan menggunakan umpan balik tegangan. Gambar 4.10 meru-pakan penguat transistor dengan menggunakan bias umpan balik tegangan.Herman D. Surjono, (2001), Elektronika Analog I

×