BAB I PENGUAT TRANSISTOR BJT PARAMETER HYBRID / H

Transkripsi

1 Elektonka nalog BB I PENGUT TRNSISTOR BJT PRMETER HYBRID / H TUJUN Setela mempelaja bab n, nda daapkan dapat: Menca menca penguatan us dengan paamete Menca menca penguatan tegangan dengan paamete Menca mpedans nput dengan paamete Menca mpedans output yang tepat da sebua penguat tanssto dengan paamete Paamete ybd () adala sebua pendekatan matematka lanjut dalam analss angkaan tanssto lne. Paamete n meupakan alat yang palng maju untuk menca penguatan tegangan, mpedans nput dan mpedans output yang tepat da sebua penguat tanssto. Kaena penggunaaan paamete membutukan petungan yang menyta banyak waktu, pendekatan n dapat dgunakan anya bla syaat tepenu :. Kta sedang melakukan ancangan yang menuntut jawaban sangat telt. Kta dapat menggunakan kompute Kompute tdak mutlak pelu, tetap past menglangkan kebosanan dan kesalaan manusa (uman eo) yang basa menyeta anals dan peancangan paamete...sstem Empat-Paamete Dall Teenn dan Noton dapat dteapkan pada jangan dua temnal (two-pot netwok) sepet gamba (.) dbawa: Gamba.. Jangan dua temnal Penguat tanssto BJT paamete

2 Elektonka nalog Tegangan melntas temnal nput. In menmbulkan aus yang mengal kedalam temnal. Tegangan output ac muncul melntas temnal output, demkan pula dengan aus output ac. Sesua dengan pejanjan, aa aus postf mengal ke dalam temnal. Jka aus mengal kelua da temnal, aganya negatf....paamete Bla angkaan anya mengandung elemen-elemen lne, maka dall Teenn dapat dteapkan pada kedua temnal untuk mendapatkan model ac sepet yang dtunjukkan pada gamba (.) Gamba. Paamete Bla dlat ke dalam temnal, teapat mpedans yang tepasang se dengan sumbe tegangan. Pesamaan Kcoff untuk model ac n adala: z + z z + z Dalam analss sstem n, koefsennya dsebut paamete z.... Paamete Y Jka meneapkan dall Noton pada kedua temnal jangan lne, akan ddapat angkaan ekalen sepet yang dtunjukkan pada gamba (.3). Gamba.3. Paamete Y Masng-masng temnal mengandung admtans yang dpaalel dengan sumbe aus. Pesamaan Kcoff untuk model ac adala : y + y y + y Penguat tanssto BJT paamete

3 Elektonka nalog Dalam analss sstem n, koefsennya dsebut paamete y. Sstem analss n dteapkan bag tanssto-tanssto yang beopeas pada fekuens tngg...3. Paamete Jka meneapkan dall Teenn pada temnal nput dan dall Noton pada temnal output, akan ddapat model ybd sepet yang dtunjukkan pada gamba (.4). Gamba.4. Paamete Ss nput mpedans yang tepasang se dengan sumbe tegangan. Ss output bes sumbe aus yang dpaalel dengan admtans. Pesamaan Kcoff untuk metode ybd n adala : + + Koefsen pesamaan n dsebut paamete ybd atau paamete saja. Sstem analss n dgunakan untuk menganalsa penguat CE, CC dan CB yang beopeas pada fekuens enda...4. Paamete G Bla dall Noton dteapkan pada temnal nput dan dall Teenn pada temnal output, kta mendapatkan model ac sepet yang dtunjukkan pada gamba (.5). Gamba.5. Paamete G Pada ss nput, admtans dpaalel dengan sumbe aus. Pada ss output, sumbe tegangan dse dengan mpedans. Pesamaan Kcoff-nya adala: g + g g + g Penguat tanssto BJT paamete 3

4 Elektonka nalog Koefsen pesamaan n dsebut paamete g...pengetan Paamete H Da keempat sstem analss yang tela duakan, paamete palng cocok dgunakan untuk menganalsa penguat tanssto yang beopeas pada fekuens enda. Gamba (.6). mempelatkan model ybd dengan temnal tegangan dan aus. Gamba.6. Model bd Tegangan danggap postf bla mempunya polatas tamba-kuang sepet yang dtunjukkan pada gamba.6. Demkan pula, aus danggap postf bla a memasuk temnal sepet yang dtunjukkan. Pesamaan Kcoff untuk metode ybd n adala : + (-) + (-)... Impedans Input Untuk mendapatkan pengetan dan mula dengan msalkan ada ubung sngkat ac melntas temnal output. Gamba.7. Output ubung sngkat Maka 0, dan pesamaan ybd dsedeanakan menjad : (-3) (-4) Penguat tanssto BJT paamete 4

5 Elektonka nalog maka dpeole : (-5) (output ubung sngkat) Maka adala mpedans nput jangan jka output dubung sngkat sepet gamba (.7).... PENGUTN RUS Da pesamaan (-4) ddapatkan : (-6) (output dubung sngkat) Kaena meupakan pebandngan aus output teadap aus nput, dsebut penguatan aus dengan output dubung sngkat sepet gamba (-7)...3. Penguatan Tegangan Bla temnal nput tebuka, maka 0 Gamba.8. Input Tebuka Maka pesamaan (-) dan (-) dapat dsedeanakan menjad : (-7) (-8) maka ddapatkan: (-9) Penguatan tegangan balk sangat kecl, beat angkaan tdak dapat bekeja telalu bak dalam aa balk. adala penguatan tegangan balk dengan nput dbuka sepet gamba(-8). Penguat tanssto BJT paamete 5

6 Elektonka nalog..4. dmtans Output Da pesamaan (-8) ddapatkan pesamaan: (-0) adala pebandngan aus output teadap tegangan output, dengan demkan adala admtans output dengan nput dbuka. Besaannya adala mo atau semen (S) kebalkan da om..3. Rumus-Rumus nalss Gamba (.9a) mempelatkan sebua sumbe tegangan s dengan mpedans S menggeakkan jangan dua-temnal yang outputnya dubungkan dengan esstans beban. Gamba.9a. Jangan dua temnal dengan sumbe dan esstans beban Impedans S adala taanan teenn ac yang menggeakkan temnal nput, taanan beban sebandng dengan taanan beban ac yang dubungkan dengan jangan output. Jka paamete sebua tanssto dketau, dapat dtung penguatan aus, penguatan tegangan, mpedans nput dan admtans output..3.. Penguatan us Pada gamba (.9a) (-) Dmana : penguatan aus aus output ac aus masuk ac peatkan bawa dan adala aus dengan beban tepasang, nla-nla aus n Penguat tanssto BJT paamete 6

7 Elektonka nalog bebeda dengan nla-nla yang ddapatkan sebelumnya dengan output dubung sngkat. Dengan pesamaan (-) dapat dtulskan kembal pesamaan (-) menjad: + + Pada gamba (-9a) telat bawa : - bla n dmasukkan, maka: Bla dsatukan akan ddapatkan: + ( + ) ( + ) (-).3.. Penguatan Tegangan Pada gamba (.9a) penguatan tegangan tegangan output ac tegangan masuk ac Da pesamaan (-): + Dengan membag pemblang dan penyebut dengan dpeole: Penguat tanssto BJT paamete 7

8 Elektonka nalog ( +. ) + dkalkan dengan ( +. ) ( +. ) ( +.. ) ( ) (-3) + (.. ) Impedans Input Impedans nput da jangan dua temnal dengan beban adala: Kaena - maka: + n + n Dengan menggunakan pesamaan (-), pesamaan datas dapat duba menjad: n (-4) Impedans Output Untuk mendapatkan mpedans nput jadkan sumbe tegangan menjad nol sepet dtunjukkan pada gamba (-9b). Penguat tanssto BJT paamete 8

9 Elektonka nalog Gamba -9b. Menggeakkan ss output untuk mendapatkan mpedans output alu jalankan temnal outputnya dengan sebua snyal. Pebandngan teadap adala mpedans output da jangan dua temnal. Impedans outputnya adala : out + (-5) Pada ss nput pada gamba (-9b), bedasa ukum om dpeole: S + Jka dmasukkan ke pesamaan (-5) out out out S. + (. + (.( S + ) ) + ((. ). S. + ) + (( ) S +. S + (-6) + ). ) (. ) (( S ). S + ).4. nalss Emte Besama Paamete-paamete da sebua tanssto dapat dcantumkan sebaga bekut: mpedans nput dengan output dubung sngkat penguatan tegangan balk dengan nput dbuka f penguatan aus maju dengan output dubung sngkat O admntans output dengan nput dbuka ndeks adala: nput f fowad (maju) eese (balk) o output Penguat tanssto BJT paamete 9

10 Elektonka nalog Paamete-paamete tanssto tegantung da ubungan yang sedang dgunakan; Common Emte/CE (emtte besama), Common Collecto/CC (kolekto besama), Common Base/CB (bass besama). Ole kaena tu uuf e dpaka pada ubungan CE, c pada ubungan CC dan b pada ubungan CB. Tabel (9-) mempelatkan notas yang umum dpaka untuk paamete-paamete tanssto. Tabel 9-. Hubungan-ubungan Umum CE CC CB e c b e c b fe fc fb oe oc ob Conto: emba data tanssto N3904 mencantumkan nla-nla paamete sepet bekut pada aus kolekto tenang m: e 3,5 KΩ e, fe 0 oe 8,5 µs (µ mo).4.. Rumus-Rumus Untuk penguat Common Emtte, umus-umus yang tela dtuunkan sebelumnya pada pesamaan-pesamaan (-, -3, -4 dan -6) basa dtulskan sebaga bekut : - Penguatan us : - Penguatan Tegangan: fe (-7) ( + ) e oe e oe fe + (. e. fe ). (-8) Penguat tanssto BJT paamete 0

11 Elektonka nalog - Impedans Input : n e e fe + (-9) oe - Impedans Output : out S + e (-0) + ). ) (. ) (( S e oe e fe Conto: Htung penguatan tegangan, penguatan aus, mpedans nput dan mpedans output dengan menggunakan paamete da angkaan tanssto N3904 CE dbawa: Gamba.a. Conto angkaan penguat common emte Paamete tanssto N3904 pada aus kolekto dc m adala: e 3,5 KΩ e, fe 0 β oe 8,5 µs (µ mo).4.. Peubaan Pada Paamete-Paamete Paamete beuba dengan beubanya ttk Q. Msalnya gamba (-0a) mempelatkan nla kas e da tanssto N3904. e tuun jka aus kolekto tenang nak. Pada aus m, e benla 3,5 KΩ. Penguat tanssto BJT paamete

12 Elektonka nalog Gamba -0a. Gafk paamete Impedans nput Bla tegangan kolekto nak, aus bass tuun. In beat angkaan output mempunya pengau pada angkaan nput. Penguatan tegangan bal e meupakan ukuan efek ealy. Gamba (.0b) mempelatkan peubaan e untuk tanssto N304. Peatkan bawa penguatan tegangan balk mencapa mnmum pada aus kolekto sekta m. Datas dan dbawa nla aus kolekto n e nak, yang menunjukkan sfat efek ealy. Gamba -0b. Gafk Penguatan tegangan balk Sepet tela dbaas pada kula dasa elektonka, fe β. Gamba (-0c) mempelatkan peubaan fe. Peatkan bagamana fe nak pada saat aus kolekto beuba da 0, m sampa 0 m. fe mencapa maksmu pada nla aus kolekto yang leb tngg dan kemudan tuun. Penguat tanssto BJT paamete

13 Elektonka nalog Gamba -0c Gafk Penguatan aus maju Gamba (-0d) mempelatkan peubaan oe teadap aus kolekto tenang. Sepet telat, admtans output oe nak dengan naknya aus kolekto. In sama dengan mengatakan bawa mpedans output sumbe aus tuun jka ausnya nak. Gamba -0d Gafk dmtans output.4.3. Taanan ac Doda Emte Sepet dketau bawa β fe, paamete e adala mpedans nput tanssto Common Emte dengan output dubung sngkat. Pada analss mengena penguat common emtte dtemukan bawa : z n(base) β e atau, e e (-) fe Pesamaan (-) n beguna untuk mengubungkan e dengan paametepaamete, yatu besaan yang dtemukan pada lembat data (data seet) tanssto. Conto: Penguat tanssto BJT paamete 3

14 Elektonka nalog Tanssto N3904 mempunya e 3,5 KΩ dan fe 0 pada aus kolekto (I C ) m, beapa besa e?. Jawab: e 3,5 Ω 9, Ω 0, K e fe In sedkt leb besa da pada nla deal 5 Ω, pebedaan n dsebabkan kaena pada tanssto N3904 pesambungannya tdak peseg. Pesamaan (-) menunjukkan caa yang leb telt untuk mengtung e dengan menggunakan paamete yang tecantum pada lemba data tanssto snyal kecl..5. nalss Kolekto Besama Untuk menganalsa penguat kolekto besama atau pengkut emtte dbutukan paamete-paamete pada common collecto yatu c, fc, e dan oe. Jka dmasukkan kedalam umus-umus yang tela dtuunkan sebelumnya,akan ddapatkan umus-umus bekut: - Penguatan us : - Penguatan Tegangan: fc (-) ( + ) c oc c fc (-3) + (.. ). oc c fc - Impedans Input : n c c + fc oc (-4) - Impedans Output : out S + c (-5) + ). ) (. ) (( S c oc c fc Dengan umus-umus n, dapat dtung penguatan aus, penguatan tegangan, mpedans nput dan mpedans output common collecto atau pengkut emtte. Penguat tanssto BJT paamete 4

15 Elektonka nalog Pada lembaan data anya mencantumkan paamete untuk ubungan common emtte, kaena meupakan susunan yang palng umum. Ole kaena tu, pelu umus-umus kones : c e (-6) c - e (-7) fc -(+ fe ) (-8) oc oe (-9) Dengan umus-umus n dapat dtung paamete-paamete common collecto tanssto dengan melewat paamete-paamete common emtte. Conto: Htung penguatan tegangan, penguatan aus, mpedans nput dan mpedans output dengan menggunakan paamete da angkaan tanssto N3904 CC dbawa: Gamba.a. Conto angkaan penguat common collecto Paamete tanssto N3904 common emtte pada aus kolekto dc m adala: e 3,5 KΩ e, fe 0 oe 8,5 µs (µ mo) Penguat tanssto BJT paamete 5

16 Elektonka nalog.6. nalss Bass Besama Untuk menganalsa penguat bass besama dbutukan paamete-paamete pada common base yatu b, fb, b dan ob. Jka dmasukkan kedalam umus-umus yang tela dtuunkan sebelumnya,akan ddapatkan umus-umus bekut: - Penguatan us : fb (-30) ( + ) ob - Penguatan Tegangan: b fb (-3) + (.. ). b ob b fb - Impedans Input : n b b + fb ob (-3) - Impedans Output : out S + b (-33) + ). ) (. ) (( S b ob b fb Untuk menguba paamete common emtte menjad common base dbutukan umus-umus kones : D (+ fe ).(- e )+ e. oe e b (-34) D b fb ( e. oe ) e ( + fe ) (-35) D fe ( e ) e. oe ) (-36) D oe ob (-37) D Conto: Htung penguatan tegangan, penguatan aus, mpedans nput dan mpedans output dengan menggunakan paamete da angkaan tanssto N3904 CB dbawa: Penguat tanssto BJT paamete 6

17 Elektonka nalog Gamba.3a. Conto angkaan penguat common base Paamete tanssto N3904 pada aus kolekto dc m adala: e 3,5 KΩ e, fe 0 oe 8,5 µs (µ mo) Penguat tanssto BJT paamete 7