9 transistor sebagai penguat
DESCRIPTION
sTRANSCRIPT
1
Kuliah Elektronika Analog Materi 7
TRANSISTOR (BJT) SEBAGAI PENGUAT
Prinsip Transistor sebagai Penguat (amplifier)
Transistor akan berperan sebagai penguat, jika:transistor bekerja pada wilayah antara titik jenuh (saturasi / ON) dan kondisi terbuka (cut off), tetapi tidak pada kondisi keduanya.
PRINSIP KERJA PENGUATAN Prinsip kerja transistor adalah arus bias
basis-emiter yang kecil mengatur besar arus kolektor-emiter.
Bagian penting berikutnya adalah bagaimana caranya memberi arus bias yang tepat sehingga transistor dapat bekerja optimal.
Ada tiga cara yang umum untuk memberi arus bias pada transistor, yaitu rangkaian: CB (Common Base) CE (Common Emitter) CC (Common Collector)
Transistor sebagai penguat arus
Transistor bisa dipakai untuk rangkaian power supply dengan tegangan yang diset. Untuk keperluan ini transistor harus dibias tegangan yang konstan pada basisnya, supaya pada emitor keluar tegangan yang tetap. Biasanya untuk mengatur tegangan basis supaya tetap digunakan sebuah dioda zener.
Transistor sebagai Penguat
Salah satu fungsi Transistor yang paling banyak digunakan di dunia Elektronika Analog adalah sebagai penguat yaitu: Penguat arus, Penguat tegangan Penguat daya.
Fungsi komponen semikonduktor ini dapat kita temukan pada rangkaian: Pree-Amp Mic, Tone Control Pree-Amp Head, Amplifier Mixer, Echo
Common Base
Penguat Common Base digunakan sebagai penguat tegangan. Pada rangkaian ini Emitor merupakan input dan Collector adalah output sedangkan Basis digroundkan/ ditanahkan.
Konfigurasi CB (Common Base)
P N PCE
B
EEV CCV
N P NCE
B
EEV CCV
E C
B
E C
B
EI CI
BI
EI CI
BI
EI
EI
CI
BI
CI
BI
Rangkaian Ekivalen
8
voE C
ie
re'v i
vs
RS
RERC
ie = ie
9
10
Karakteristik CB (NPN)
iE terhadap vBE
iC terhadap vCB
Sifat-sifat Penguat Common Base:
Isolasi input dan output tinggi sehingga Feedback lebih kecil.
Cocok sebagai Pre-Amp karena mempunyai impedansi input tinggi yang dapat menguatkan sinyal kecil.
Dapat dipakai sebagai penguat frekuensi tinggi.
Dapat dipakai sebagai buffer.
Penguat Common Emitor
Penguat Common Emitor digunakan sebagai penguat tegangan. Pada rangkaian ini Emitor di-ground-kan/ditanahkan, Input adalah Basis, dan output adalah Collector.
Konfigurasi CE (Common Emitter)
C
E
B
BBV
EI
CI
BI P
NP CCV
C
E
B
BBV
EI
CI
BI N
PN CCV
E
C
B
BI
EI
CI
E
C
B
BI
EI
CI
Rangkaian Ekivalen T untuk penguat CE
16
vo
E
B
C
ie
re'v i
vs
RS
R1//R2
RC
ie = ie
17
Power Gain Power gain adalah factor penguatan daya output
terhadap daya input, yang merupakan perkalian penguatan arus dan penguatan tegangan didefinisikan sebagai :
karena Ai = hfe maka :
18
AvAiAp .
AvhAp fe .
Multistage Amplifier Multistage Amplifier merupakan susunan amplifier yang disusun
beberapa tingkat dengan tujuan memperbesar penguatan dari amplifier.
Besarnya penguatan total dari Multistage Amplifier adalah :
19
Karakteristik CE
iB terhadap VBE
Sifat-sifat Penguat Common Emitor:
Signal output berbeda phasa 180 derajat. Memungkinkan adanya osilasi akibat
feedback, untuk mencegahnya sering dipasang feedback negatif.
Sering dipakai sebagai penguat audio (frekuensi rendah).
Stabilitas penguatan rendah karena tergantung stabilitas suhu dan bias transistor.
Penguat Common Collector
Penguat Common Collector digunakan sebagai penguat arus. Rangkaian ini hampir sama dengan Common Emitor tetapi outputnya diambil dari Emitor. Input dihubungkan ke Basis dan output dihubungkan ke Emitor. Rangkaian ini disebut juga dengan Emitor Follower (Pengikut Emitor) karena tegangan output hampir sama dengan tegangan input.
Konfigurasi CC (Common Collector)
C
E
B
BBV
EI
CI
BI P
NP
EEV
C
E
B
BBV
EI
CI
BI N
PN EEV
E
C
B
BI EI
CI
E
C
B
BIEI
CI
Rangkaian Ekivalen untuk penguat CC
25
voE
B
C
ie
re'
v i
vs
RS
R1//R2
ie = ie
RE
26
27
28
Konfigurasi Common Collector umumnya dipakai sebagai rangkaian penyesuai impedansi karena mempunyai impedansi input yang tinggi dan impedansi output rendah,
Karakteristik input konfigurasi CC adalah sama dengan karakteristik pada konfigurasi CE. Karakteristik output adalah plot antara IE dengan VEC untuk nilai-nilai IB, dengan bentuk kurva yang sama seperti karakteristik output CE.
Sifat-sifat Penguat Common Collector:
Signal output dan signal input satu phasa (tidak terbalik seperti Common Emitor).
Penguatan tegangan kurang dari 1 (satu). Penguatan arus tinggi (sama dengan HFE
transistor). Impedansi input tinggi dan impedansi output
rendah sehingga cocok digunakan sebagai buffer.
RangkumanParameter
Common Emitor
(CE)Common Basis
(CB)Common Collektor
(CC)Darlington
Penguatan Daya (G) Sangat besar Besar Besar Besar
Penguatan Tegangan (Av) Besar Besar Kecil
(Av 1)Kecil
(Av 1)Penguatan Arus
(Ai) Besar Kecil (Ai 1) Besar Sangat besar
Impedansi Input Sedang(1 k)
Paling rendah (50 )
besar (300 k) Sangat besar
Impedansi Output
Besar (50 k)
Paling besar (1 M)
Rendah (300 )
Sangat rendah
Pembalik Fasa Ya Tidak Tidak Tidak
PenggunaanDigunakan
untuk semua aplikasi
Terutama untuk RF amplifier
Buffer
Terutama untuk Isolation Amplifier
Buffer
Seperti common colektor
31
32
•Common emitter mode•Linear Active Region•Significant current Gain
Example:•Let Gain, b = 100
•Assume to be in active region -> VBE=0.7V
•Find if it’s in active region
BJT as Amplifier
BJT as Amplifier
V
VRIRIVVmAII
mARR
VVI
IIIIVV
BEEECCCCCB
BC
EB
BEBBB
BCBE
BE
93.37.0)0107.0*101)(2()07.1)(3(10
**07.10107.0*100*
0107.0402
7.05101*
)1(7.0
b
b
VCB>0 so the BJT is in active region
Contoh analisa :
35
Out
+ VCC
R1
RC
IB
IC
IERER2
vs
CB
CC
CE
RS
Carilah penguatan transistor pada rangkaian berikut!
Sebelum analisa AC, terlebih dahulu dilakukan analisa DC untuk menentukan nilai IE dan IC dari rangkaian di bawah ini:
36
+ 20 V
R1RC
IB
IC
IERE
R2
12 k
2,2 k20 k
150 k
Rangkaian ekivalen AC nya :
37
vo
E
B
C
ie
re'v i
vs
RS
R1//R2
RC
ie = ie
38