Modul 05: Transistor

dokumen-dokumen yang mirip
Modul 04: Op-Amp. Penguat Inverting, Non-Inverting, dan Comparator dengan Histeresis. 1 Alat dan Komponen. 2 Teori Singkat

MODUL 04 TRANSISTOR PRAKTIKUM ELEKTRONIKA TA 2017/2018

MODUL 05 TRANSISTOR SEBAGAI PENGUAT

Transistor Bipolar BJT Bipolar Junction Transistor

Bias dalam Transistor BJT

PERCOBAAN 4 RANGKAIAN PENGUAT KLAS A COMMON EMITTER

BAB VII ANALISA DC PADA TRANSISTOR

PENGUAT EMITOR BERSAMA (COMMON EMITTER AMPLIFIER) ( Oleh : Sumarna, Lab-Elins Jurdik Fisika FMIPA UNY )

Rangkaian Penguat Transistor

TRANSISTOR 1. TK2092 Elektronika Dasar Semester Ganjil 2012/2013. Hanya dipergunakan untuk kepentingan pengajaran di lingkungan Politeknik Telkom

MODUL 06 PENGUAT DAYA PRAKTIKUM ELEKTRONIKA TA 2017/2018

MODUL 07 PENGUAT DAYA

Dioda-dioda jenis lain

SATUAN ACARA PERKULIAHAN UNIVERSITAS GUNADARMA

Gambar 1 Tegangan bias pada transistor BJT jenis PNP

Praktikum Rangkaian Elektronika MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKRONIKA

PERTEMUAN 9 RANGKAIAN BIAS TRANSISTOR (LANJUTAN)

SATUAN ACARA PERKULIAHAN

Catatan Tambahan: Analisis Penguat CE, CB, dan CC dengan resistansi Internal transistor yang tidak bisa diabaikan (nilai r o finite)

Prinsip kerja transistor adalah arus bias basis-emiter yang kecil mengatur besar arus kolektor-emiter.

Penguat Kelas A dengan Transistor BC337

Solusi Ujian 1 EL2005 Elektronika. Sabtu, 15 Maret 2014

MODUL 04 PENGENALAN TRANSISTOR SEBAGAI SWITCH

Modul 03: Catu Daya. Dioda, Penyearah Gelombang, dan Pembebanan. 1 Alat dan Komponen. 2 Teori Singkat. Reza Rendian Septiawan February 11, 2015

Laboratorium Dasar Teknik Elektro - Sekolah Teknik Elektro dan Informatika ITB

PERCOBAAN 6 RANGKAIAN PENGUAT KLAS B PUSH-PULL

1. Perpotongan antara garis beban dan karakteristik dioda menggambarkan: A. Titik operasi dari sistem B. Karakteristik dioda dibias forward

PERCOBAAN 7 RANGKAIAN PENGUAT RESPONSE FREKUENSI RENDAH

Modul 3. Asisten : Catra Novendia Utama ( ) : Derina Adriani ( )

MODUL 08 OPERATIONAL AMPLIFIER

Transistor Bipolar. III.1 Arus bias

MODUL 09 PENGUAT OPERATIONAL (OPERATIONAL AMPLIFIER) PRAKTIKUM ELEKTRONIKA TA 2017/2018

Fungsi Transistor dan Cara Mengukurnya

6.8 Daerah Saturasi ( Saturation Region ) CE

Karakteristik Transistor. Rudi Susanto

Mata kuliah Elektronika Analog L/O/G/O

TRANSISTOR Oleh : Agus Sudarmanto, M.Si Tadris Fisika Fakultas Tarbiyah IAIN Walisongo

Program Studi Teknik Mesin S1

Transistor Bipolar. oleh aswan hamonangan

Penguat Kelas B Komplementer Tanpa Trafo Keluaran

Cutoff Region Short-Circuited Base Open-Circuited Base Cutin Voltage

KATA PENGANTAR. Surabaya, 13 Oktober Penulis

I. Tujuan Praktikum. Mampu menganalisa rangkaian sederhana transistor bipolar.

Materi 5: Bipolar Junction Transistor (BJT)

[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A] BAB I PENDAHULUAN

SILABUS (DASAR ELEKTRONIKA) Semester II Tahun Akademik 2014/2015. Dosen Pengampu : 1. Syah Alam, S.Pd, M.T

KARAKTERISTIK TRANSISTOR

PERCOBAAN IV TRANSISTOR SEBAGAI SWITCH

TRANSISTOR. Pengantar Teknik Elektronika Program Studi S1 Informatika Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom Purwokerto

Elektronika (TKE 4012)

MODUL II MERANCANG PENGUAT COMMON EMITTER SATU TINGKAT

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA DASAR

Modul Elektronika 2017

PETUNJUK PELAKSANAAN PRAKTIKUM PRAKTIKUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI 2 ET 2200

hubungan frekuensi sumber tegangan persegi dengan konstanta waktu ( RC )?

SATUAN ACARA PERKULIAHAN MATA KULIAH : ELEKTRONIKA ANALOG* (Ujian Utama) KODE MK / SKS : KK / 3

PERTEMUAN 1 ANALISI AC PADA TRANSISTOR

PETUNJUK PELAKSANAAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI PRAKTIKUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI 2 ET 2200 PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

TK 2092 ELEKTRONIKA DASAR

B a b. Bipolar Junction Transistor

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR

MODUL - 04 Op Amp ABSTRAK

Workshop Instrumentasi Industri Page 1

Penguat Emiter Sekutu

Tahap Ouput dan Penguat Daya

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

SATUAN ACARA PERKULIAHAN TEKNIK ELEKTRO ( IB ) MATA KULIAH / SEMESTER : ELEKTRONIKA ANALOG* / 6 KODE / SKS / SIFAT : IT41351 / 3 SKS / UTAMA

MODUL 02 SIMULASI RANGKAIAN ELEKTRONIKA

Pendahuluan. 1. Timer (IC NE 555)

OPERATIONAL AMPLIFIERS (OP-AMP)

Percobaan 4 (versi A) Karakteristik dan Penguat FET Revisi 24 Maret 2014

( s p 1 )( s p 2 )... s p n ( )

LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM TELEKOMUNIKASI ANALOG PERCOBAAN OSILATOR. Disusun Oleh : Kelompok 2 DWI EDDY SANTOSA NIM

Gambar 2.1. Rangkaian Komutasi Alami.

Elektronika : Teori dan Penerapan. Herman Dwi Surjono, Ph.D.

PENGUAT-PENGUAT EMITER SEKUTU

B a b. Pembiasan BJT. = β..(4.3)

LAB SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI

Transistor Dwi Kutub. Laila Katriani.

NAMA : WAHYU MULDAYANI NIM : INSTRUMENTASI DAN OTOMASI. Struktur Thyristor THYRISTOR

controlled rectifier), TRIAC dan DIAC. Pembaca dapat menyimak lebih jelas

Materi 6: Transistor Fundamental

PERANCANGAN DAN REALISASI ALAT PENJEJAK KURVA KARAKTERISTIK KOMPONEN SEMIKONDUKTOR

BAB II Transistor Bipolar

BAB II TEORI DASAR SISTEM C-V METER PENGUKUR KARAKTERISTIK KAPASITANSI-TEGANGAN

PENGENALAN OPERATIONAL AMPLIFIER (OP-AMP)

BAB II LANDASAN TEORI

PERCOBAAN 3 RANGKAIAN OP AMP

MODUL 08 Penguat Operasional (Operational Amplifier)

BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN ANALISIS

SATUAN ACARA PERKULIAHAN (SAP)

TRANSISTOR BIPOLAR. Oleh : Danny Kurnianto,S.T.,M.Eng. 1. IDE DASAR TRANSISTOR Gambaran ide dasar sebuah transistor dapat dilihat pada Gambar 1.

Modul 02: Elektronika Dasar

Mekatronika Modul 2 Silicon Controlled Rectifier (SCR)

PENGUAT MENGGUNAKAN TRANSISTOR

2015/2016 SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO. Petunjuk Praktikum Elektronika 1 LAB DASAR TEKNIK ELEKTRO LT. 6

SATUAN ACARA PERKULIAHAN MATA KULIAH / KODE : ELEKTRONIKA ANALOG / IT SEMESTER / SKS : VI / 2

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI

RANGKAIAN DIODA CLIPPER DAN CLAMPER

Transkripsi:

Modul 05: Transistor Penguat Common-Emitter Reza Rendian Septiawan April 2, 2015 Transistor merupakan komponen elektronik yang tergolong kedalam komponen aktif. Transistor banyak digunakan sebagai komponen dasar penyusun rangkaian atau komponen terintegrasi aktif lainnya. Terdapat banyak jenis transistor, namun secara garis besar transistor dapat dikelompokkan kedalam dua keluarga besar, yaitu keluarga bi-junction transistor (BJT) dan keluarga fieldeffect transistor (FET). Dalam praktikum kali ini kita akan menggunakan transistor dari keluarga BJT. 1 Teori Singkat 1.1 Karakteristik Bi-junction Transistor BJT, sesuai namanya, merupakan transistor yang terdiri dari dua sambungan p-n dioda. BJT dapat berupa transistor tipe npn dan transistor tipe pnp. Transistor memiliki tiga buah kaki, yaitu kaki Base, Collector, dan kaki Emitter. Prinsip kerja dari transistor secara simpel adalah, dengan adanya arus yang mengalir dari kaki Base ke Emitter (atau dari Emitter ke Base pada transistor pnp), maka arus yang lebih besar akan mengalir dari kaki Collector ke Emitter (atau sebaliknya pada transistor pnp). Untuk kesederhanaan penjelasan, maka secara default yang dibahas adalah transitor tipe npn. Untuk dapat bekerja, pada transistor tipe npn sambungan BE diberikan tegangan panjar maju dan sambungan BC diberikan tegangan panjar mundur. Arus yang melewati transistor memenuhi persamaan arus total transistor sebagai berikut: Gambar 1: Struktur dari BJT tipe npn dan pnp (diambil Gambar 2: Simbol dari BJT tipe npn dan pnp (diambil I E = I C + I B (1) 1

Modul 05: Transistor halaman 2 dengan I C = β DC I B (2) Namun karena I B I C, maka kita dapat mengasumsikan bahwa I E = IC. Asumsi tersebut sangat berguna dalam melakukan analisis terhadap rangkaian transistor. Karena sambungan BE merupakan sambungan pn biasa seperti pada dioda, maka terdapat perbedaan tegangan antara kaki Base dengan Emitter sebesar V BE = 0.7 V. Rangkaian bias paling sederhana untuk transistor dapat dilihat pada Gambar 3: Gambar 4: Karakteristik I-V pada sambungan BE (diambil Gambar 3: Rangkaian bias pada transistor npn (diambil Tegangan pada kaki Collector dapat dihitung dengan menggunakan: V C = V CC I C R C (3) dan tegangan pada kaki Base adalah: V B = V E + V BE = V E + 0.7 V (4) sehingga arus kaki Base adalah: I B = V BB V B R B (5) Karakteristik pada sambungan BE mirip seperti dioda biasa. Sesuai dengan persamaan 2, besarnya arus pada kaki Collector bergantung pada besarnya penguatan DC β DC dan besarnya arus pada kaki Base. Namun arus Collector juga bergantung terhadap besarnya perbedaan tegangan antara kaki Collector dengan kaki Emitter V CE. Kurva karakteristik dari Collector dapat dilihat pada Gambar 5. Gambar 5: Karakteristik I-V pada sambungan CE (diambil

Modul 05: Transistor halaman 3 1.2 Garis Beban DC Saat arus pada kaki Base I B = 0, maka transistor berada pada kondisi cutoff, yaitu kondisi saat tidak ada arus yang melewati sambungan CE, sehingga tegangan V CE akan sama dengan tegangan V CC. Saat sambungan BE berada pada kondisi panjar maju dan arus BE bertambah, maka besarnya arus Collector akan bertambah, sehingga jatuh tegangan pada kaki R C akan akan semakin besar, mengakibatkan tegangan V CE akan semakin menurun, dan pada kondisi saturasi, tegangan Collector akan sama dengan teganan Emitter V CE = 0. Kondisi saturasi pada rangkaian tersebut tercapai pada: I C(sat) = V CC R C (6) Saat arus Base sudah cukup besar untuk membuat rangkaian pada kondisi saturasi, pertambahan arus Base yang lebih besar tidak akan mempengaruhi arus Collector lebih lanjut. Gambar 7: Contoh rangkaian uji DC untuk transistor dan kurva kerjanya (diambil dari buku Fundamentals of Analog Circuits, 2nd edition oleh Thomas L. Floyd dan 1.3 Rangkaian Bias untuk Transistor Salah satu penggunaan dari transistor adalah pada rangkaian penguat linear. Agar dapat menguatkan sinyal AC dengan baik tanpa mengenai kondisi cutoff atau saturasi, maka rangkaian transistor harus diberikan rangkaian bias. Ada 4 macam rangkaian bias yang dapat digunakan, yaitu: Gambar 6: Garis beban DC pada rangkaian transistor (diambil dari buku Fundamentals of Analog Circuits, Dengan menggabungkan kurva karakteristik Collector dengan kurva garis beban DC, maka kita bisa mendapatkan seluruh daerah kerja dari rangkaian transistor tersebut. Sebagai contoh, pada rangkaian uji DC yang ditunjukkan pada Gambar 7, kita bisa mendapatkan kurva karakteristik dan garis beban seperti yang ditunjukkan pada Gambar tersebut. Titik temu antara garis arus Base pada rangkaian dengan garis beban DC dinamakan Q- point dari rangkaian. 1. Base Bias, merupakan rangkaian bias paling sederhana, ditunjukkan pada Gambar 8. Besarnya arus Collector pada rangkaian ini dapat dihitung dengan: ( ) VCC V BE I C = β DC R B (7) 2. Collector-feedback Bias, merupakan rangkaian bias yang menggunakan jalur umpan balik dari kaki Collector ke kaki Base. Dengan menggunakan rangkaian ini, penguatan dari rangkaian lebih linear, stabil, dan ketergantungan terhadap besarnya β DC transistor berkurang. Rangkaian ini ditunjukkan oleh Gambar 9.

Modul 05: Transistor halaman 4 Besarnya arus Collector pada rangkaian ini dapat dihitung dengan: I C = V CC V BE R C + R B /β DC (8) 3. Voltage-divider Bias merupakan rangkaian yang stabilitasnya lebih baik lagi. Rangkaian ini ditunjukkan oleh Gambar 10. Gambar 8: Rangkaian Base-bias (diambil dari buku Fundamentals of Analog Circuits, 2nd edition oleh Thomas L. Floyd dan Gambar 10: Rangkaian Voltage-divider bias (diambil 4. Emitter Bias merupakan rangkaian yang sangat stabil, namun membutuhkan catu daya positif dan negatif. Rangkaian ini ditunjukkan oleh Gambar 11. Gambar 9: Rangkaian Collector-feedback bias (diambil Gambar 11: Rangkaian Emitter bias (diambil dari buku Fundamentals of Analog Circuits, 2nd edition oleh Thomas L. Floyd dan Untuk rangkaian yang stabil, nilai dari R B harus dipilih agar dapat memberikan jatuh

Modul 05: Transistor halaman 5 tegangan yang kecil. Pada rangkaian ini, dapat digunakan asumsi bahwa nilai V E diperkirakan berada di kisaran 1 V. Dalam membuat rangkaian penguat dengan menggunakan transistor, salah satu faktor yang harus dipertimbangkan adalah disipasi daya dari transistor. Besarnya disipasi daya dari rangkaian dapat dihitung dengan menggunakan: memasuki rangkaian via kapasitor coupling C 1 dan C 3. Sedangkan sinyal AC menuju ground melewati salah satu hambatan Emitter melalui kapasitor bypass C 2. Sinyal AC akan melihat rangkaian seperti tampak pada Gambar 13. P D = V CE I C (9) 1.4 Rangkaian Penguat dan Rangkaian Setara AC Dalam fungsinya sebagai rangkaian penguat, saat menghitung parameter AC, rangkaian tersebut memiliki rangkaian setara AC yang berbeda. Dalam sudut pandang sinyal AC, sumber potensial V CC dapat dipandang sebagai ground bagi sinyal AC. Sinyal AC masuk dan keluar dari rangkaian penguat melalui kapasitor coupling dan bypass. Secara umum, ada tiga jenis rangkaian penguat transistor, yaitu rangkaian penguat Common-Emitter (CE), Common-Collector (CC), dan Common-Base (CB). Pada kali ini kita hanya akan membahas rangkaian penguat CE yang secara umum ditunjukkan pada Gambar 12. Gambar 12: Rangkaian penguat Common-Emitter (diambil Sesuai namanya, rangkaian penguat ini memiliki referensi untuk sinyal masukan dan keluaran pada kaki Emitter. Sinyal masukan dan keluaran Gambar 13: Rangkaian setara AC dari Gambar 12 (diambil dari buku Fundamentals of Analog Circuits, Sinyal AC akan melihat adanya hambatan dalam dinamis Emitter r e yang besarnya dapat diaproksimasi dengan persamaan r e = 25 mv I E (10) Dan besarnya penguatan dari rangkaian tersebut dapat dihitung dengan menggunakan A = Vout V in. Sinyal masukan pada kaki Base V b besarnya dapat diaproksimasikan sama dengan besar tegangan di kaki Emitter V e. Sedangkan sinyal keluaran dapat dihitung sama dengan tegangan di kaki Collector V c. Perlu diperhatikan juga bahwa pada rangkaian penguat CE ini penguatan bersifat inverting. Dengan cara tertentu, garis beban AC dapat dihitung dengan berdasarkan pada garis beban DC dan Q-point dari rangkaian. Q-point akan menjadi titik temu antara garis beban DC dengan garis beban AC dan menjadi titik referensi saat rangkaian mendapatkan sinyal input AC yang sama dengan ground, sehingga saat sinyal input berayun ke arah positif dan negatif, garis beban dari rangkaian pun akan berayun. Agar rangkaian penguat dapat bekerja seoptimal mungkin maka sebisa mungkin Q-point harus berada di tengah garis beban agar clipping sinyal bisa ditekan seminimal mungkin.

Modul 05: Transistor halaman 6 (tertulis di terminal keluaran dari SG), hitung garis beban AC dari rangkaian. 4. Hitung maksimal sinyal masukan dari rangkaian sebelum keluarannya terpotong (clipping). 5. Lalu uji rangkaian tersebut dengan memberikan sinyal masukan dengan frekuensi dan amplitudo yang berbeda-beda. 6. Hitung penguatannya dan bandingkan dengan penguatan teoritis. Gambar 14: Garis beban AC (diambil dari buku Fundamentals of Analog Circuits, 2nd edition oleh Thomas L. Floyd dan Referensi [1] Thomas L. Floyd dan David Buchla. Fundamentals of Analog Circuits, 2nd edition. 2001. Prentice Hall. 2 Percobaan Perhatikan Gambar 15. Gambar 15: Rangkaian uji penguat CE (diambil 2nd edition oleh Thomas L. Floyd dan Kerjakan: 1. Buat garis beban DC dari rangkaian. 2. Cari kombinasi dari R 1 dan R 2 yang dapat sebisa mungkin memberikan Q-point berada di tengah-tengah garis beban DC. 3. Dengan menggunakan nilai R s sesuai dengan nilai hambatan internal dari Signal Generator