Pertemuan Ke-6 DC Biasing Pada BJT. ALFITH, S.Pd,M.Pd

Transkripsi

1 Pertemuan Ke-6 D asng Pada J ALFH, S.Pd,M.Pd

2 Pemran bas pada rangkaan J Masalah pemran bas rkatan dengan: penentuan arus dc pada collector yang harus dapat dhtung, dpredks dan tdak senstf terhadap perubahan suhu dan aras harga β yang cukup sar. penentuan lokas ttk kerja dc pada bdang yang memungknkan smpangan snyal tetap lner. ontoh pemran bas yang tdak bak Gambar 43. Pemran bas pada J (a) Menetapkan harga yang tetap (b) Menetapkan harga yang tetap 2

3 ara klask pengaturan bas untuk rangkaan dskrt Gambar 44. ara klask pemran bas untuk J menggunakan sebuah catu daya. Gambar 44(b) menunjukkan rangkaan yang sama dengan menggunakan rangkaan ekalen héenn-nya

4 Untuk membuat tdak senstf terhadap suhu dan aras β, rangkaan harus memenuh dua syarat rkut: Untuk memenuh persyaratan d atas. Sebaga rule of thumb, ⅓, (atau ) ⅓ dan ⅓ Plh dan 2 sehngga arus yang melalunya rksar antara 0,. Pada rangkaan pada gambar 44, memrkan umpan balk negatf sehngga dapat menstabl-kan arus dc emtter. Jka dan. Jka tegangan pada base hanya dtentukan oleh pembag tegangan, 2, yatu bla kecl, maka tegangan n akan tetap konstan, sehngga jka (dan ). 4

5 ontoh soal 3: ancanglah rangkaan pada gambar 44 sehngga = ma dengan catu daya = +2. ransstor mempunya harga nomnal β = 00. Jawab: kut rule of thumb : ⅓ tegangan catu daya dalokaskan untuk tegangan pada 2, ⅓ lannya untuk tegangan pada dan ssanya untuk smpangan snyal pada collector. = +4 = 4 3,3 3,3 3,3 k Plh arus pada pembag tegangan = 0, = 0, x = 0, ma Abakan arus base, jad , 20 k 4 2 Jad 2 = 40 kω dan = 80 kω 5

6 Pada tahap n, dapat dhtung yang lebh akurat dengan memperhatkan arus base yang tdak nol. 4 3,3 ( k ) 0,7 80 // k , 93 ma ernyata lebh kecl dar harga yang dngnkan. Untuk mengembalkan ke harga yang dngnkan kurang harga dar 3,3 kω dengan suku kedua dar penyebut (0,267 kω). Jad harga yang lebh tepat adalah = 3 kω yang akan menghaslkan =,0 ma ma. Dsan 2: jka dngnkan untuk menark arus yang lebh tngg dar catu daya dan resstans masukan penguat yang lebh kecl, kta dapat menggunakan arus pada pembag tegangan sama dengan (yatu ma), maka = 8 kω dan 2 = 4 kω 4 3,3 0,7 0, 027 0, 99 ma Pada dsan n harga tdak perlu dgant 6

7 2 0, , 99 ma ma 4 k ara klask pengaturan bas dengan menggunakan dua catu daya Gambar 45. Pemran bas pada J dengan menggunakan dua catu daya 7

8 Persamaan n sama dengan persamaan selumnya hanya menggantkan. Jad kedua kendala tetap rlaku. Jka base dhubungkan dengan ground (konfguras common-base), maka dhlangkan sama sekal. Sebalknya, jka snyal masukan dhubungkan pada base, maka tetap dperlukan. Pemran bas dengan menggunakan resstor umpan balk collector-ke-base. Gambar 46(a) menunjukkan sebuah rancangan pemran bas yang sederhana tap efektf yang cocok untuk penguat common-emtter. esstor rperan sebaga umpan balk negatf, yang membantu kestablan ttk bas dar J 8

9 Gambar 46 Penguat common-emtter yang dr bas dengan resstor umpan balk. Untuk mendapatkan yang tdak senstf terhadap aras β, /(β+) <<. Harga menentukan smpangan snyal yang terdapat pada collector, karena 9

10 Pemran bas dengan menggunakan sumr arus Gambar 47(a) Sebuah J dr bas dengan sumr arus. (b) mplementas rangkaan sumr arus. angkaan n mempunya keunggulan: yatu arus emtter tdak tergantung dar harga β dan dapat dbuat sar resstans masukan pada base menngkat tanpa mengganggu kestablan bas. menyederhanakan rangkaan. 0

11 mplementas sederhana dar sumr arus konstan, terlhat pada gambar 47(b). angkaan menggunakan sepasang transstor yang matched Q dan Q2, dengan Q dhubungkan sebaga doda dengan menghubung sngkat collector dan base nya. Jka dasumskan Q dan Q2 mempunya harga β yang tngg, arus base dapat dabakan. Jad arus melalu Q hampr sama dengan F. F Karena Q dan Q2 mempunya yang sama, arus collectornya akan sama F Dengan mengabakan efek arly pada Q2, arus collector akan tetap konstan selama Q2 tetap pada daerah aktf. Hal n akan tetap terjaga jka tegangan collector lebh tngg dar tegangan base (- + ). Hubungan Q dan Q2 sepert pada gambar 47(b) dkenal sebaga current mrror

12 ara kerja dan model snyal kecl Gambar 48 (a) angkaan konseptual untuk menunjukkan cara kerja transstor sebaga penguat (b) angkaan (a) tanpa snyal untuk analsa D (bas) J dr forward bas oleh sebuah batere. J dr reerse bas oleh catu daya D melalu resstor. Snyal yang akan dperkuat,, dtumpangkan pada. Langkah pertama keadaan bas D dengan men-set sama dengan nol. (Lhat gambar 48(b)) 2

13 Hubungan antara arus dan tegangan D: S e Untuk kerja pada mode aktf, harus lebh sar dar ( 0,4) dengan harga yang memungknkan smpangan snyal pada collector, Arus collector dan transkonduktans. Jka snyal dpasangkan sepert pada gambar 48(a) total tegangan base emtter menjad = +, menjad: S e Dan arus collector S e e e S 3

14 e Jka << maka: Persamaan (pendekatan) d atas hanya rlaku untuk lebh kecl dar 0 m, dan n dkenal dengan pendekatan snyal kecl. Maka arus collector total: g c c m g m c gm dsebut transkonduktans 4

15 Gambar 49.ara kerja lner dar transstor dengan snyal kecl 5

16 ranskonduktans J sebandng dengan arus bas collector. J mempunya transkonduktans yang cukup tngg dbandngkan dengan MOSF, msal untuk = ma, gm 40 ma/ nterpretas grafs gm dapat dlhat pada gambar 49, d mana gm sama dengan kemrngan kura karakterstk pada = (ttk bas Q). Jad g m Pendekatan snyal kecl ampltudo snyal harus djaga cukup kecl transstor kerja pada daerah terbatas pada kura d mana segmen mash bsa danggap lner. Untuk snyal kecl ( << ), transstor rperan sepert sebuah sumr arus yang dkendalkan oleh tegangan (S). ermnal masukan S : antara base dan emtter, termnal keluaran d antara collector dan emtter. ranskonduktans dar S n: gm dan resstans keluaran tdak terhngga (untuk keadaan deal). Pada kenyataannya J mempunya resstans keluaran yang terbatas karena ada efek arly. 6

17 Arus base dan resstans masukan pada base Untuk menentukan resstans masukan, pertama htung total arus base b g b b m g m 7

18 esstans masukan snyal kecl antara base dan emtter, melhat ke arah:base, dsebut rπ dan ddefnskan sebaga r r r b g m jad rπ rbandng lurus dengan β dan rbandng terbalk dengan arus bas. Arus emtter dan resstans masukan pada emtter otal arus emtter dapat dtentukan dar e c c e 8

19 esstans masukan snyal kecl antara base dan emtter, melhat ke arah:emtter, dsebut re atau resstans emtter dan ddefnskan sebaga r r r e e e e g m g m Hubungan antara rπ dan re dapat dperoleh dengan mengkombnaskan defnsnya masngmasng = brπ = ere Jad: rπ = (e/b)re rπ = (β+)re 9

20 Penguatan tegangan Untuk mendapatkan tegangan snyal keluaran, maka kta alrkan arus collector melalu sebuah resstor. otal tegangan collector: = = ( + c) = ( ) c = c adalah tegangan bas dc pada collector, dan tegangan snyal adalah: c = c = gm = ( gm) g m Jad penguatan tegangan dar penguat, A adalah A c gm sebandng dengan arus bas collector, jad A 20