Program Studi Teknik Elektro STEI ITB Mata Kuliah Elektronika EL-2005 Semester II 2014/2015

Pekerjaan Rumah 07SOAL-1:Anda diminta merancang sebuah rangkaian penguat BJT Common Emitter menggunakan transistor 2N2222A dengan rangkaian prategangan seperti pada gambar 1.a. Tegangan catu yang digunakan, VCC = 12 V. Untuk titik operasinya dipilih IC = 150 mA agar didapat harga penguatan arus = 100. Harga tegangan terminal yang lain di pilih sebagai berikut : VC = (3/4) x VCC, VB = (1/3) x VCC, dan VCE = VCC

a) Hitung harga tegangan VE, nilai IE, RE dan juga RC (gambar 1.a)b) Hitung nilai IB. Untuk mencari nilai R1 dan R2, gantilah rangkaian R1, R2, dan VCC dengan rangkaian pengganti Thevenin terdiri dari VT dan RT dengan output terminal a dan b (gambar 1.a). Dari kedua persamaan, VT dan RT sebagai fungsi dari R1 dan R2, serta informasi di atas, hitung harga R1 dan R2.c) Setelah hubungan VCC-R1-R2 diganti dengan rangkaian pengganti Thevenin (soal a), lakukan analisis KVL dan turunkan hubungan di bawah ini (gambar 1.a)

(1.1)

d) Tulislah persamaan garis beban dari rangkaian penguat pada gambar 1.a. Jika parameter transistor di atas merupakan fungsi linier dari suhu T (dalam satuan Kelvin) dengan bentuk fungsi: (T) = p .T + q di mana p = 0.6, dan q = - 80, gunakan persamaan (1.1) di atas serta persamaan garis beban untuk menghitung nilai IC dan kemudian VCE untuk 3 nilai suhu: - 55 oC (minus), 27 oC, dan 127 oC (anggap besaran lain pada persamaan 1.1 tidak dipengaruhi oleh suhu).

e) Rangkaian pada gambar 1.b adalah sama dengan rangkaian pengganti Thevenin yang diperoleh pada jawaban soal (b) di atas dengan SATU PERUBAHAN, yaitu di sini harga RE = 0. Ulangi menjawab soal (d) di atas, dengan perubahan ini (RE = 0). Bandingkan hasilnya dengan jawaban soal (d) di atas, apa kesimpulan anda? Jadi apa pengaruh keberadaan resistansi RE pada kinerja rangkaian prategangan jenis 1.a ini ?

a b

Gambar 1 (a) Jenis Rangkaian Prategangan dengan umpan balik melalui RE (Classical Bias), dan (b) Jenis Rangkaian Prategangan tanpa umpan balik (Fixed Bias).SOAL-2:Rangkaian penguat di bawah ini identik seperti pada SOAL-1, dengan nilai-nilai komponen yang sama dan juga mempunyai titik operasi (DC) yang sama. Sekarang rangkaian ini di hubungan ke sumber sinyal VS dengan resistansi seri RS, serta beban RL. a) Gambarlah rangkaian pengganti sinyal kecil penguat di bawah secara lengkap. Hitung nilai parameter model sinyal kecil transistor.b) Hitunglah nilai AVo = Vo/Vi, Ri, dan Ro c) Jika Rs = 5 k, hitung GV. Jika syarat batas saturasi vCB - 0.4 V (minus 0.4 volt), berapa nilai maksimum VS yang masih dimungkinkan agar transistor tidak beralih ke keadaan saturasi.

SOAL-3:

a) Sebutkan jenis konfigurasi rangkaian penguat BJT di bawah ini !. Kedua transistor beroperasi di daerah aktif dengan parameter penguatan arus transistor 1 = 50 untuk transitor Q1, dan 2 = 100 untuk Q2. Jika di inginkan agar pada kondisi operasi ini, nilai arus kolektor Q2, IC2 = 50 mA, serta VE2 = VCC/2, Hitunglah nilai RB, RL, serta nilai parameter-parameter model sinyal kecil yang relevan untuk masing-masing transistor Q1 dan Q2. VCC = 12V.

b) Gambarlah rangkaian pengganti sinyal kecil dari rangkaian penguat di bawah ini. Hitunglah nilai AVo = Vo / Vi dan resistansi input Ri. Berdasarkan nilai Ri ini, dan jika RS = 5 k, hitung nilai penguatan tegangan total GV = Vo/Vs.

CATATAN:

Untuk Soal 2 dan3, pada saat melaku-kan analisis AC, semuakomponen kapasitordi anggap sebagai hubungsingkat (short-circuit).

Pengaruh resistansi internal transistor di abaikan ( ro = )