EL2008 Praktikum Teknik Elektro II

Transkripsi

1 EL2008 Praktikum Teknik Elektro II Karakteristik transistor Dan Rangkaian Bias Transistor

2 Tujuan Mengukur karakteristik IV transistor Mengamati dan memilih titik kerja (DC) transistor sebagai penguat Mengamati pengarus penempatan titik kerja pada sinyal ouput penguat

3 Devais Ideal Tiga Terminal Aplikasi Linier (Analog) Aplikasi Digital i I i O = k i I v I i O = g m v I v I <=0 v I >0 i I v I i I <=0 i I >0 v O = r i I v O = k v I

4 Mode Operasi Transistor N P N Collector Base Emitter Mode Cutoff Junction BE reverse biased Junction BC reverse biased v BE < 0, v CB > 0 Mode Active Junction BE forward biased Junction BC reverse biased v BE > 0, v CB > 0 Mode Saturasi Junction BE forward biased Junction BC forward biased v BE > 0, v CB < 0 Mode Reverse Active Junction BE reverse biased Junction BC forward biased v BE < 0, v CB < 0

5 Aplikasi Transistor Penguat linier =f(v BE Mode aktif BE ) Saklar/ switch (dan rangkaian digital) Mode cutoff Mode saturasi Rangkaian digital keadaan khusus Mode reverse aktif

6 Karakteristik IV Transistor Karakteristik eksponensial v BE = I S exp(v BE /V T ) Karakteristik sebanding = β = α i E masalah! β = f(t) v BE i E 0 v BE

7 Karakteristik IV Transistor Aktif Sebagai penguat Karakteristik input = I S /β exp(v BE /V T ) v BE i E 0 v BE

8 Karakteristik IV Transistor Aktif Karakteristik Output = β f( CE ) (setidaknya fungsi lemah) v BE i E 0 Saturasi Active I B1 I B2 I B3 I B4 I B5 Cutoff v BE <0.7V I B1 > I B2 > I B3 > I B4 > I B5

9 Karakteristik IV Transistor Ideal Sebagai Saklar/Switch Sebagai Penguat 0 ON = 0 bebas 0 Penguatan Arus = β, bebas OFF = 0, bebas = β

10 Aplikasi Transistor Sebagai Saklar/Switch Sebagai Penguat Saturasi, S ON 1 Aktif, Penguat CutOff, S OFF 0

11 Pengukuran Karakteristik Pengukuran ideal plot dengan Curve Tracer Transistor Prinsip: memberikan arus/tegangan step pada baseemitter emitter dan tegangan sweep pada collectoremitter emitter sambil mengukur arus collector v BE A TUT i E

12 Pengukuran Karakteristik Pengukuran alternatif dengan xyrecorder atau oscillocope Transistor Prinsip: memberikan arus/tegangan konstan pada baseemitter emitter dan tegangan sweep pada collectoremitter emitter sambil mengukur arus collector yang dilewatkan pada resistor v CC v BB v R =R i R v BE v R i E

13 Pemberian Tegangan Tetapkan tegangan V BB dan atur I B pada nilai tertentu yang diinginkan Dapat diatur dengan mengatur R B dan mengukur I B, atau Dengan mengatur V BB pada R B tetap Cat: V BE 0,7V I B = (V BB 0,7)/R B Tegangan V CC sweep 0V0 max max (V CC CC >=0)

14 Percobaan (1) Karakteristik IV V BB dan I B diatur melalui R B2 dengan R C konstan, ukur I B, I C, V BE, V CE Untu menggambar kurva IV pastikan I C diukur dengan I B tetap (>=9 nilai I C untuk 1 I B, gunakan >= 5 I B dan nilainya mencakup area cutoff, linier, dan saturasi R B1 v CC R B2 R C v BE V R i E

15 Kurva IV Saturasi Active I B1 I B2 I B3 I B4 v BE I B5 0 0 Cutoff v BE <0.7V I B1 > I B2 > I B3 > I B4 > I B5

16 Hal yang perlu diperhatikan Pemberian arus dan tegangan, perkirakan tegangan maksimum dan arus maksimum secara umum Perkirakan daya disipasi kolektor Arus maksimum masuk pada base

17 Transistor Aktif sebagai Penguat Untuk aplikasi penguat = β V CC Dengan Transistor Ideal arus basis tidak bergantung pada tegangan kolektoremitor 0 CE = V CC R i E v E B1 2

18 Transistor Aktif sebagai Penguat Untuk aplikasi penguat diinginkan = β Untuk sinyal kecil dapat dianggap linier Syarat masih dalam daerah aktif Titik kerja (DC) tidak di origin 0 (0,0)! pilih terbaik Q (V Q, I Q ) Untuk sinyal besar tidak linier! I Q 0 Saturasi Active V Q Cutoff

19 Bias Rangkaian Penguat Titik kerja tidak mungkin di Origin Diperlukan offset DC untuk menempatkan pada daerah linier Sinyal ac harus ditumpangkan pada DC (dengan superposisi) Sinyal ditambahkan dengan menggunakan kapasitor kopling (coupling capacitor) Sifat kapasitor, fungsi frekuensi Memblok arus DC Meneruskan arus ac

20 Pengaruh Titik Bias Q (V Q, I Q ) Bila dekat daerah saturasi, ketika arus base naik kenaikan arus kolektor tidak lagi sebanding arus base I Q Bila dekat daerah cutoff, ketika arus base turun arus kolektor dapat memasuki daerah cutoff I Q 0 V Q V Q

21 Bias untuk Transistor Aktif Memberikan sinyal DC sesuai kebutuhan Terbaik: gunakan sumber arus I C I C = β i c i E = I C i c i e I E i E = I E i e 0 V CE

22 Implementasi Rangkaian Diskrit Output arus kolektor diubah menjadi tegangan dengan resistor (kadang langsung sebagai beban) V CC CE = V CC R i E

23 Rangkaian Bias dengan Beban R Arus I C ditentukan dengan menentukan arus I B pada rangkaian base emitter V CC /R I C Slope 1/R I B 0 V CE V CC

24 Percobaan Titik Bias Percobaan dilakukan dengan memberikan sinyal input pada basis dan mengamati bentuk tegangan outputnya pada kolektor Lakukan untuk input sinyal kecil (amplitudo <50 mv) titik kerja dekat saturasi, dekat cutoff dan daerah linier (catat I B, I C, V CE, perhatikan letaknya pada kurva IV untuk meyakinkan letak titk kerja) Lakukan untuk daerah linier dengan sinyal input besar (amplitudo 0,1V atau lebih) Lakukan pengamatan tegangan output tanpa kapasitor kopling baik pada kit maupun osiloskop