hapter 7: Transistor Fundamentals ---------------------------------------------------------------------- hapter 7 Transistor Fundamentals TK Mampu membedakan rangkaian base biased dan emitter biased dan aplikasi keduanya Mampu menentukan garis beban, menghitung persamaannya dan membuktikan bahwa operating point berada pada load line Outline 1. ariation of urrent Gain 2. Load Line of ase biased circuit 3. mitter biased circuit 4. omparison of ase biased & mitter biased 5. Quizzes 6. ommon Misconception Ada dua cara mendasar untuk mengatur titik pengoperasian transistor. ase bias dan emitter bias. ase bias menghasilkan nilai yang tetap pada arus basis, sementara emitter bias menghasilkan nilai yang tetap pada arus emitter. ase bias sering digunakan pada rangkaian saklar atau digital, sedangkan emitter bias dominant pemakaiannya pada rangkaian penguat. Discrete lectronics, Martarizal --------------------------------------------------------------------- 1
hapter 7: Transistor Fundamentals ---------------------------------------------------------------------- 7.1 ariation of urrent Gain aused by: Toleransi pembuatan Perubahan temp Arus kolektor Penguatan arus sebuah transistor adalah besaran yang tidak dapat diprediksi. Karena toleransi pembuatan dari pabriknya, penguatan arus dapat bervariasi nilainya sebanding 3:1, jika kita mengganti satu transistor dengan transistor lainnya dari jenis yang sama. Perubahan suhu dan arus kolektor, turut mempengaruhi penguatan arus dc, lihat grafik. ontoh kongkritnya bila kita membeli seribu keeping transistor 2N3904. Datasheet mengatakan bahwa penguatan arus berkisar minimal 100 dan maksimum 300, bila suhu 25 0 dan arus kolektor 10 ma. Ternyata beberapa transistor memiliki penguatan terendah 100 (kasus terburuk), dan sebagian lain dengan penguatan setinggi 300 (kasus terbaik). Discrete lectronics, Martarizal --------------------------------------------------------------------- 2
hapter 7: Transistor Fundamentals ---------------------------------------------------------------------- 7.2 Load Line of base biased Saturation point (sb y) -> short ( 0) ut off point (sb x) -> open xample: Q point ideal: 15 30µ A 500k 100 30µ A 3mA 15 3mA 3kΩ 6 Saturation point: sat + ut off point: + 15 3kΩ Load Line quation: 15 5mA + + 3k 15 15 + 3k 3k y mx + n Discrete lectronics, Martarizal --------------------------------------------------------------------- 3
hapter 7: Transistor Fundamentals ---------------------------------------------------------------------- Garis beban dc mengandung informasi semua kemungkinan titik pengoperasian Q transistor. Ujung atas disbut titik saturasi sedangkan ujung bawah disebut titik cut off. Untuk menentukan arus saturasi (titik perpotongan dengan sumbu c), maka kolektor dihubungsingkatkan dengan emitter. Tegangan cut off (titik perpotongan dengan sumbu ) diperoleh dengan cara membuka kolektor dengan emitter. Titik pengoperasian Q sebuah transistor berada pada garis bebannya. Lokasi yang tepat ditentukan oleh besarnya arus kolektor dan tegangan antara kolektor dengan emitter. Dengan base bias, titik Q akan berpindah tempat ketika ada perubahan nilai atau rangkaian. Discrete lectronics, Martarizal --------------------------------------------------------------------- 4
hapter 7: Transistor Fundamentals ---------------------------------------------------------------------- 7.3 omparison of ase biased & mitter biased circuits ircuits ase biased mitter biased Analyze Saturation & cutoff i i Fix value of i β D i i sat cc cutoff, Fix value of i immune to changes in current gain sat β D β + 1 D cc + cutoff, i β D Load line equation Application i + i ( + ) + Digital circuits Amplifying ircuits (switching) Discrete lectronics, Martarizal --------------------------------------------------------------------- 5
hapter 7: Transistor Fundamentals ---------------------------------------------------------------------- agaimana cara mengenali transistor yang diperasikan pada daerah jenuh? Mula-mula kita anggap saja transistor bekerja pada daerah aktif. Jika memunculkan kontradiksi, misalnya tegangan antara kolektor emitter menjadi negative atau arus kolektor lebih besar dari arus saturasi, maka artinya transistor tengah dioperasikan pada daerah saturasi/jenuh. ara lain untuk mengenali saturasi adalah dengan membandingkan hambatan basis dengan hambatan kolektor. Jika perbandingannnya adalah 10:1, maka kemungkinan transistor dioperasikan pada daerah jenuh. ase bias cenderung untuk menggunakan transistor sebagai saklar. Posisi perpindahannya antara saturasi dan cut off. Tipe pengoperasian ini bermanfaat pada rangkaian digital. Nama lain dari rangkaian saklar adalah rangkaian dua keadaan, two state circuit. miter bias kebal terhadap perubahan akibat penguatan arus. Tahapan mengurai emitter bias adalah mulai dengan menghitung tegangan emitter, arus emitter, tegangan kolektor, dan tegangan antara kolektor dengan emitter. Yang kita perlukan hanya hukum Ohm. Perbandingan antara base bias dan emitter bias, dapat dengan jelas dilihat pada tabel. Untuk membuat garis beban, terlebih dahulu kita harus menentukan titik perpotongan pada sumbu (titik saturasi) dan (titik cut off). Titik saturasi diperoleh dengan menshort sehingga 0. Titik cut off diperoleh dengan membuka sehingga arus kolektor 0. Discrete lectronics, Martarizal --------------------------------------------------------------------- 6
hapter 7: Transistor Fundamentals ---------------------------------------------------------------------- 7.4 Troubleshooting Dengan memperhatikan perubahan apa yang terjadi, bila kita melakukan perubahan kecil pada nilai salah satu atau rangkaian, akan sangat bermanfaat ketika kita melakukan troubleshooting. ila kita mahir melakukannya, kita akan dapat memahami lebih baik apa yang terjadi bila terjadi trouble yang berbeda dan dapat lebih mudah menganalisa rangkaian. Kita dapat menggunakan ohmmeter untuk menguji sebuah transistor apakah masih berfungsi dengan baik. ara terbaik melakukannya adalah dengan melepaskannya dari rangkaian. Discrete lectronics, Martarizal --------------------------------------------------------------------- 7
hapter 7: Transistor Fundamentals ---------------------------------------------------------------------- 7.5 Quizzes ffect position of Q point on load line caused by changing of,, ß D and 7.6 ommon misconception onfused if the question: until which temp, our design still safe? onfused between base biased and emitter biased circuit, especially to calculate sat and its load line equation Discrete lectronics, Martarizal --------------------------------------------------------------------- 8