ELEKTRONIKA Bab 7. Pembiasan Transistor

1. ELEKTRONIKABab 7. Pembiasan Transistor Dr. JUSAK

2. Bias PembagiTegangan Bias pembagitegangan, atauVoltage-Divider Bias (DVB) ditunjukkandalamGambar di samping. Sepertiterlihat, rangkaian basis memilikipembagiteganganmelaluihambatandan.

3. Bias PembagiTegangan • Pada desainrangkaianbias pembagitegangan yang baik, arus basis lebihkecildaripadaarus yang melaluipembagitegangan. • Karenaarus basis sangatkecildanbisadiabaikan, makakoneksiantarapembagitegangandan basis dapatdianggapsebagairangkaianterbuka. Tegangankeluaranpembagitegangandidefinisikanoleh:

4. Bias PembagiTegangan • Gambar di sampingadalahrangkaianekivalendarirangkaian bias pembagitegangan. • Sepertiterlihat, bias pembagitegangansebenarnyaadalahrangkaian bias emiter yang tersamar. Karenaiturangkaian bias pembagiteganganmenjagaarusemiterpadaposisitetap, dankarenaitutitik Q tidakmudahbergeserdantidaktergantungpadaarus basis (sepertikitapelajaripadarangkaian bias emiterpada Bab sebelumnya).

5. Bias PembagiTegangan • Setelah nilaidarididapatkan, makarumus-rumus lain terkaitdenganrangkaian bias pembagitegangandapatditurunkansebagaiberikut:

6. ContohKasus • Pada rangkaian di sampingini, tentukannilaidan (titik Q) darirangkaiantersebut.

7. ContohKasus

8. Contoh 1. • Tentukan nilaidan (titik Q) darirangkaiandi atasdenganmengubahnilaiteganganmenjadi 15V.

9. AnalisisAkuratuntukRangkaianBias PembagiTegangan • Desain rangkaian bias pembagitegangan yang baikharusmemilikikriteriaberikut: pembagiteganganterlihatkakuterhadaptahanan input dari basis. • Pembagitegangandikatakankakuapabilamemenuhikriteriaberikut: Untukmenghasilkanrangkaian yang sangatstabil, rangkaianpembagiteganganharusmemenuhisyarat di atas.

10. AnalisisAkuratuntukRangkaianBias PembagiTegangan • Dengan menggunakanrangkaianpembagitegangankaku, nilaiarusemiterdapatdihitungdenganrumusan:

11. Contoh 2 • Perhatikanrangkaian di samping: • a. Apakahrangkaiantersebutmerupakanrangkaianpembagitegangankaku? • b. Tentukannilaiakuratdariarusemiter.

12. GarisBebandan Titik Q • Rangkaian bias pembagitegangan di sampingmembuatteganganemitertetappadanilai 1,1V. Titik Q yang dihitungpaadbagiansebelumnyamemberikannilaiaruskolektor 1,1mA dantegangankolektoremiter 4,94V. • Garisbebandan Titik Q digambarkanpada slide berikutini. Pada rangkaiantersebuttitik Q tidakbergeserterhadapperubahanpenguatanarus, . Satu-satunyacarauntukmenggesertitik Q adalahdenganmengubah-ubahnilai.

13. GarisBebandan Titik Q

14. Contoh 3. • Tentukan titik Q padarangkaian di atasapabilanilaiadalah. (Berasosiasi dengantitikpadagambargarisbeban) • Tentukan titik Q padarangkaian di atasapabilanilaiadalah. (Berasosiasidengantitikpadagambargarisbeban)

15. Bias EmiterdenganDuaCatuDaya • Gambar di sampingmerupakanrangkaian bias emiterdenganduacatudaya. Yang manacatunegatifmembiasmajudiodaemiter, sedangkancatudayapositifmembiasbalik diode kolektor. • Denganmenggunakandesainrangkaiansemacamini, arus basis akansangatkecilsekali, mendekati 0V sehinggadapatdiabaikan.

16. Bias EmiterdenganDuaCatuDaya • Perhatikan rangkain di samping. Teganganpadadiodaemiteradalah -0,7V, haliniterjadikarenateganganpadadioda basis adalah 0V. Sehinggaadanyapenurunantegangandari basis keemitersebesar 0,7V menyebabteganganpadaemitermenjadi 0V-0,7V=-0,7V. • Sehinggateganganpadatahananemiteradalah:

17. Bias EmiterdenganDuaCatuDaya • Mengacu padagambar di slide sebelumnya, • Untukmenghasilkannilai, makadiperlakukanaturan yang samasepertipada transistor bias pembagitegangan, yaitu:

18. Contoh 4 • Padarangkaian di bawah, tentukannilaitegangankolektorpadamasing-masing stage darirangkaian!

19. Bias UmpanBalikEmiter • Rangkaian bias basis merupakanrangkaianterburukjikadigunakanuntukmembuattitik Q yang tetap. Hal initerjadi, karenaaruskolektorakanberubahapabilapenguatanarusberubah. • Sekarangkitabicarakanrangkaian bias umpanbalikemiter. Tujuannyaadalahuntukmenstabilkantitik Q. • Rangkaian bias umpanbalikemiterditunjukkanolehgambar di samping.

20. Bias UmpanBalikEmiter Ide dasardarirangkaian di atasadalah : Jikabertambah, makajugabertambah, akibatnyajugabertambah. yang lebihbesarakanmengurangiteganganpada. Inimengakibatkanberkurang, yang berlawanandengankenaikan. Disebutumpanbalikkarenaperubahanteganganpadaemiter, diumpanbalikkankerangkaian basis. Rangkaianumpanbalikemitertidakpernah popular karenapergeserantitikmasihterlalubesaruntukaplikasiproduksimasal.

21. Bias UmpanBalikEmiter • Berikut iniadalahbeberaparumusanuntukanalisisrangkaian bias umpanbalikemiter:

22. Bias UmpanBalikEmiter Tujuandarirangkaian bias umpanbalikemiteriniadalahuntukmembanjiri, yaitu harus bernilailebihbesardaripada. Jikahalinidipenuhimaka menjadi tidaksensitifterhadapperubahanpada. Tetapipadarangkaianpraktiskitatidakdapatmerancangrangkaiandengan yang cukupbesaruntukmembanjiriefektanpamemotong (cutting off) transistor.

23. Bias UmpanBalikEmiter • Terlihatbahwavariasi 3:1 daripenguatanarus, membawaperubahanbesarpadaaruskolektor.

24. Bias UmpanBalikKolektor • Perhatikangambarrangkaian bias umpanbalikkolektor di samping. Bias umpanbalikkolektorbertujuanuntukmenstabilkantitik Q. Idenyaadalahmemberiumpanbalikteganganke basis untukmenetralkansetiapperubahanpadaaruskolektor. Misalkanterjadipenambahanterhadaparuskolektor, yang berartipenguranganterhadaptegangankolektor. Pengurangantegangankolektoriniberakibatpenurunanarus basis yang menyebabkanpenurunanterhadaparuskolektor.

25. Bias UmpanBalikKolektor • Berikut iniadalahbeberaparumusanuntukanalisisrangkaian bias umpanbalikemiter: • Titik Q biasanyaditetapkan di dekattitiktengahgarisbebandenganmenggunakanresistansibasis:

26. Bias UmpanBalikKolektor • Terlihatpadagambar di atas, perubahanpenguatanarus 3:1 membawasedikitperubahanpadatitik Q dibandingdenganrangkaian bias umpanbalikemiter.

27. Bias UmpanBalikKolektordanEmiter Penggabunganrangkaian bias umpanbalikkolektordanemitermerupakanlangkahawalmenuju bias yang lebihstabilbagirangkaian transistor. Dari rangkaianinihasilnyahanyasedikit yang lebihbaik. Penggabunganrangkaianinimemangmenolong, tetapitidakcukupbagikinerja yang diperlukanuntukproduksimasal.

28. Bias UmpanBalikKolektordanEmiter • Berikut iniadalahbeberaparumusanuntukanalisisrangkaian bias umpanbalikemiter: