bab-1 Analisis AC pada transistor BJT.pdf

8/16/2019 bab-1 Analisis AC pada transistor BJT.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/bab-1-analisis-ac-pada-transistor-bjtpdf 1/29

Analisis AC pada transistor BJT/

PENGUAT SINYA KECIL

Oleh:Sri Supatmi,S.Kom.,M.T.

1



Model analisis AC pada transistor

•

Terdapat beberapa model yang digunakan untukmelakukan analisis AC pada rangkaian

transistor.• Yang paling umum digunakan adalah:1. Model T (Model Ebers-Moll)2. Model !

2



1. Model T

• Sering disebut model Ebers-Moll • Sejauh sinyal AC kecil yang digunakan, dioda emiter masih berlaku

sebagai resistansi re’ dan dioda kolektor sebagai sumber arus ic. • Tidak memperhitungkan impedansi dalam pada input basis.

Gambar 1. analisis ACmodel T

3



2. Model !

• Saat sinyal input AC dihubungkan dengan penguat transistor,

terdapat tegangan basis –emiter AC vbe pada dioda emiter. • Model ! mendefinisikan dan memperhitungkan adanya impedansi

input dan impedansi dalam.

Gambar 2analisis ACmodel !

4



2. Model !

• Dari gambar 2 akan menghasilkan arus basis AC ib• Sumber tegangan AC harus mensuplai arus basis AC ini, sehingga

penguat transistor akan bekerja dengan baik. • Dapat dinyatakan bahwa sumber tegangan AC dibebani oleh

impedansi input dari basis. • Ditinjau dari basis transistor, sumber tegangan AC akan terlihat

sebagai impedansi input Zin(base) . • Pada frekuensi rendah, impedansi ini murni bersifat resistif(menghambat) dan dapat didefinisikan sebagai:

( ) vbe

Zin base ib= …………………..( 1)

5



2. Model !

• Jik a diterapkan Hukum Ohm, maka: sehingga

• Substitusikan persamaan (2) ke persamaan (1) sehingga didapat :

• Karena dan maka:

( ) vbe

Zin base ib= …………………..( 1)

'.vbe re ie=

'.Vin re ie= …………………..( 2)

. '( )

vbe ie re Zin base

ib ib= = …………………..( 3)

ie ic! .ie ib!=

. ' . '( ) . '

vbe ie re ib re Zin base re

ib ib ib

!!= = = = …………………..( 4)

6



2. Model !

. ' . '( ) . '

vbe ie re ib re Zin base reib ib ib

!!

= = = =

…………………..( 4)

• Persamaan (4) menyatakan bahwa impedansi input basis samadengan penguatan arus AC dikalikan resistansi AC dari kaki emiter.

7



2. Model !

•

Model ! transistor lebih mudah jika dibandingkan dengan model Tdikarenakan model T mempunyai impedansi input yang tidak jelas.

• Sedangkan Model ! lebih jelas memperlihatkan bahwa impedansi

input " re’ akan membebani sumber tegangan AC yang dihubungkan

ke basis.

8



BATI TEGANGAN• Bati tegangan adalah tegangan keluaran AC yang terbagi oleh

tegangan input AC. • Contoh rangkaian 1:

9



BATI TEGANGAN• Dari contoh rangkaian 1 dapat dibuat rangkaian ekuivalen model T

dan Model ! .

( || ) ( || )

( || )

. '( || )

; ||'

'

out c L c L

out c L

in

c Lc c L

c

V ic R R ib R R

V ib R R A

V ib re

R R A r R R

re

r A

re

!

!

!

= =

= =

= =

=

10



BATI TEGANGAN

( || )

( || ). '

( || ) ; ||'

'

out c c L

out c c L

in e

c Lc c L

c

V i R R

V i R R A

V i re

R R A r R Rre

r A

re

=

= =

= =

=

11



Contoh soal 1:2

1 2

2.2 1010 2.22.2

10 1.812.2

1.8 0.7 1.1

1.1 1.11

25 25' 22.7

1.1

|| 2.65

||

2.65116.7 117

' 22.7

b cc

b

b

E b be

E E

E

E

c

c

out

RV xV

R R

K V x V K K

K V x V V

K V V V V V V

V V I mA R K

mV mV re

I mA

r RC RL K

menyatakan diparalel

r K A

reV

=

+

!=! + !

!= =

!

= " = " =

= = =!

= = = !

= = !

!= = = #

!

. 117.(2 )in AV mV = =

12



Contoh soal 2:0 0.7 0.7

0

0.7 ( 9 )10

8.30.83

1025 25

' 300.83

|| 2.65

||2.65

88.3 88' 30. 88.(2 ) 176

b

be E E E

E E be E

be E E

E

E

E

c

c

out in

V V V V

V V I R V

I R V V V V V V

I R K

V I mA

K mV mV

re I mA

r RC RL K

menyatakan diparalel r K

Are

V AV mV mA

= ! = !

! + + =

= !

! ! ! != =

"

= =

"

= = = "

= = "

"= = = #

"

= = =

13



EFEK PEMUATAN DARI IMPEDANSI MASUKAN

• sumber tegangan AC Vg memiliki hambatan dalam Rg• jika sumber AC tidak kuat, tegangan sumber AC turun karena hambatan

dalam.• Akibatnya tegangan AC antara basis dan ground lebih kecil dari idealnya.

Rangkaian 2

14



EFEK PEMUATAN DARI IMPEDANSI MASUKAN•

Rangkaian ekuivalen model ! dari rangkaian 2 adalah:

• Efek dari impedansi masukan :

( ) ( )

( )

( )

1|| 2 || 1|| 2 || '

'

in stage in base

in stagein g

g in stage

Z R R Z R R re

Z V V

R Z

!= =

=

+

15



Contoh soal 3:2

1 22.2

1010 2.22.2

10 1.812.2

1.8 0.7 1.1

1.11.1

1

25 25' 22.7

1.1

|| 2.65

||

2.65116.7 117

' 22.7

b cc

b

b

E b be

E E

E

E

c

c

RV xV

R R K

V x V K K

K V x V V

K V V V V V V

V V I mA

R K

mV mV re

I mA

r RC RL K


r K A

re

=

+

!=

! + !

!= =

!

= " = " =

= = =!

= = = !

= = !

!= = = #

!

16



Lanjutan penyelesaian contoh soal 3:

( )

( ) ( )

( )

( )

( )

' 300.22.7 6.8

1|| 2 || 1|| 2 || '

10 || 2.2 || 6.8 1.431.43

' 2 1.4600 1.43

2.65 116.7 117' 22.7.

in base

in stage in base

in stage

in stagein g

g in stage

c

out

Z re K

Z R R Z R R re

Z K K K K Z K

V V mV mV R Z K

r K Are

V A

!

!

= = " = "

= =

=

" " " =

""

= = =

+ " + "

"= = = #"

= 117.(1.4 ) 163.8inV mV mV = =

17



Lanjutan penyelesaian contoh soal 3 jika " = 50:

( )

( ) ( )

( )

( )

( )

' 50.22.7 1.14

1|| 2 || 1|| 2 || '

10 || 2.2 ||1.14 698

698' 2 1.08

600 6982.65

116.7 117' 22.7.

in base

in stage in base

in stage

in stagein g

g in stage

c

out in

Z re K

Z R R Z R R re

Z K K K

Z V V mV mV

R Z r K

Are

V AV

!

!

= = " = "

= =

= " " " = "

"= = =

+

"+

""

= = = #"

= = 117.(1.08 ) 126mV mV =

21 2

2.210

10 2.22.2

10 1.812.2

1.8 0.7 1.11.1

1.11

25 25' 22.7

1.1

|| 2.65

||

2.65116.7 117

' 22.7

b cc

b

b

E b be

E E

E

E

c

c

RV xV R R

K V x V

K K K

V x V V K

V V V V V V V V

I mA R K

mV mV re

I mA

r RC RL K


r K A

re

=+

!=

! + !

!= =

!

= " = " =

= = =!

= = = !

= = !

!= = = #

!

18

19



Swamped amplifier• Bati tegangan dari penguat CE dapat berubah-ubah tergantung pada beberapa

faktor, yaitu: 1. Arus tak bergerak

2. Variasi temperatur

3. Penggantian transistor karena nila re’ dan " berubah.

• Cara untuk membuat stabil bati tegangan adalah dengan membiarkan hambatan

emiter tidak dihubungkan langsung dengan kaki emiter.

• Ketika arus emiter AC mengalir melalui hambatan emiter re yang tidak

dihubungkan langsung, tegangan AC muncul di re. • Tegangan AC pada re melawan perubahan dalam bati tegangan. • Hambatan tidak di bypass re disebut suatu resistor umpan balik (feedback resistor)

karena memiliki tegangan AC yang melawan perubahan dalam bati tegangan.

19

20



Rangkaian 3.Swamped amplifier

20

21



Rangkaian ekuivalen model T padarangkaian 3.swamped amplifier

( ').

.( ')

:

( ')

' :

in

out

out

in

out c

in

c

V ie re reV ic rc

V icrc A

V ie re re

karena ie ic maka

V r A

V re re

jika re jauh lebih kecil dari re mr

Are

= +

=

= =

+

!

= =

+

=

21



23



Analisa AC model ! pada rangkaian 3 swamped amplifier

• Dengan hukum Ohm

( )

( )

( )

( )

( )

( ')

( ')

. :

. ( ')

( ')' :

.

in

inin base

in base

in base

in base

in base

V ie re re

V Z

ibie re re

Z

ibkarena ie ic dan ic ib maka

ib re re Z

ib

Z re re jika re jauh lebih kecil dari re maka

Z re

!

!

!

!

= +

=

+=

" =

+=

= +

=

( )

( )

( )

1 || 2 || .

||

.( ')

:

( ')

' :

in stage

in stagein g

g in stage

out

in

out c

in

c

Z R R re

Z V V

R Z

rc RC RL

V ic rc AV ie re re

karena ie ic maka

V r A

V re re

jika re jauh lebih kecil dari re maka

r A

re

!=

=

+

=

= =

+

"

= =

+

=

1 2

23

24



• Karena re’ tidak tampak lagi, distorsi dari sinyal besar

dapat dikurangi, jadi swamped amplifier memiliki tigakeuntungan:

1. membuat stabil bati tegangan

2. Meningkatkan impedansi masukan pada basis 3. Mengurangi distorsi dari sinyal besar

24

25



Contoh soal 6:

( )

( )

( )

( )

( )

. 200.(180) 361|| 2 || . 10 || 2.2 || 36

1.71

1.71 50600 1.71

37

|| 3.6 ||10 2.65

2.6514.7

180

in base

in stage

in stage

in stagein g g in stage

in

c

out

Z re K Z R R re K K K

Z K

Z K V V mV R Z K

V mV

rc RC RL K K K

r K A

reV

!!

= = =

"= = " " "

= "

"= =+ " + "

=

= = " " = "

"= = =

". 14.7(37 ) 544in AV mV mV = = =

25

26



Dari contoh soal 6,jika nilai re’ dimasukkan dalam perhitungan:

( )

( )

2 2.2 10 1.81 2 2.2 10

1.8 0.7 1.1

1.1 1.11

25 25' 22.7

1.1

( ') 200.(180 22.7 )

40.5

b cc

E b be

E E

E

E

in base

in base

R K V xV x V V

R R K K

V V V V V V

V V I mA R K

mV mV re

I mA

Z re re

Z K

!

"= = =

+ " + "= # = # =

= = =

"

= = = "

= + = " + "

= "

( )

( )

( )

( )

1|| 2 || .( ')10 || 2.2 || 40.5 1.73

1.73(50 )

600 1.7337.1

|| 1.6 ||10 2.65

2.65

( ') (180 22.7 )13

in stage

in stage

in stagein g

g in stage

in

out

in

Z R R re re

Z K K K K

Z K V V mV

R Z K V mV

rc RC RL K K K

V rc K A

V re re A

!= +

= " " " = "

"= =

+

"+

"=

= = " " = "

"= = =

+ " + "= .7

. 13.7(37.1 ) 508.6out inV AV mV mV = = =

1 2

26

27



REFERENSI• Buku Malvino,”Prinsip-Prinsip Elektronika” bab

10-11 analisis AC dan penguatan tegangan.

27

28



SEE YOU NEXT WEEK

28

bab-1 Analisis AC pada transistor BJT.pdf

Documents

Transcript of bab-1 Analisis AC pada transistor BJT.pdf