ELEKTRONIKABab 7. Pembiasan TransistorDR. JUSAK

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 2

Bias Pembagi TeganganBias pembagi tegangan, atau Voltage-Divider Bias (DVB) ditunjukkan dalam Gambar di samping.

Seperti terlihat, rangkaian basis memiliki pembagi tegangan melalui hambatan dan .

R1

R2

RC

RE

Vcc

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 3

Bias Pembagi Tegangan Pada desain rangkaian bias pembagi tegangan yang baik, arus basis lebih kecil daripada arus yang melalui pembagi tegangan.

Karena arus basis sangat kecil dan bisa diabaikan, maka koneksi antara pembagi tegangan dan basis dapat dianggap sebagai rangkaian terbuka. Tegangan keluaran pembagi tegangan didefinisikan oleh:

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 4

Bias Pembagi Tegangan Gambar di samping adalah rangkaian ekivalen dari rangkaian bias pembagi tegangan.

Seperti terlihat, bias pembagi tegangan sebenarnya adalah rangkaian bias emiter yang tersamar. Karena itu rangkaian bias pembagi tegangan menjaga arus emiter pada posisi tetap, dan karena itu titik Q tidak mudah bergeser dan tidak tergantung pada arus basis (seperti kita pelajari pada rangkaian bias emiter pada Bab sebelumnya).

RC

RE

Vcc

VBB

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 5

Bias Pembagi Tegangan Setelah nilai dari didapatkan, maka rumus-rumus lain terkait dengan rangkaian bias pembagi tegangan dapat diturunkan sebagai berikut:

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 6

Contoh Kasus Pada rangkaian di samping ini, tentukan nilai dan (titik Q) dari rangkaian tersebut.

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 7

Contoh Kasus

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 8

Contoh 1. Tentukan nilai dan (titik Q) dari rangkaian di atas dengan mengubah nilai tegangan menjadi 15V.

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 9

Analisis Akurat untuk RangkaianBias Pembagi Tegangan

Desain rangkaian bias pembagi tegangan yang baik harus memiliki kriteria berikut: pembagi tegangan terlihat kaku terhadap tahanan input dari basis.

Pembagi tegangan dikatakan kaku apabila memenuhi kriteria berikut:

Untuk menghasilkan rangkaian yang sangat stabil, rangkaian pembagi tegangan harus memenuhi syarat di atas.

RC

REVBB

R1||R2VCC

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 10

Analisis Akurat untuk RangkaianBias Pembagi Tegangan

Dengan menggunakan rangkaian pembagi tegangan kaku, nilai arus emiter dapat dihitung dengan rumusan:

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 11

Contoh 2 Perhatikan rangkaian di samping: a. Apakah rangkaian tersebut merupakan rangkaian pembagi tegangan kaku?

b. Tentukan nilai akurat dari arus emiter.

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 12

Garis Beban dan Titik Q Rangkaian bias pembagi tegangan di samping membuat tegangan emiter tetap pada nilai 1,1V. Titik Q yang dihitung paad bagian sebelumnya memberikan nilai arus kolektor 1,1mA dan tegangan kolektor emiter 4,94V.

Garis beban dan Titik Q digambarkan pada slide berikut ini. Pada rangkaian tersebut titik Q tidak bergeser terhadap perubahan penguatan arus, . Satu-satunya cara untuk menggeser titik Q adalah dengan mengubah-ubah nilai .

2N3904

RC

3.6k

RE

1k

R1

10k

R2

2.2k

+10V

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 13

Garis Beban dan Titik Q

VCE

1,1

4,94V 10V

2,78

Q

QL

QH

ICmA

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 14

Contoh 3.1. Tentukan titik Q pada rangkaian di atas apabila nilai adalah .

(Berasosiasi dengan titik pada gambar garis beban)

2. Tentukan titik Q pada rangkaian di atas apabila nilai adalah . (Berasosiasi dengan titik pada gambar garis beban)

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 15

Bias Emiter dengan Dua Catu Daya

Gambar di samping merupakan rangkaian bias emiter dengan dua catu daya. Yang mana catu negatif membias maju dioda emiter, sedangkan catu daya positif membias balik diode kolektor.

Dengan menggunakan desain rangkaian semacam ini, arus basis akan sangat kecil sekali, mendekati 0V sehingga dapat diabaikan.

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 16

Bias Emiter dengan Dua Catu Daya Perhatikan rangkain di samping. Tegangan pada dioda emiter adalah -0,7V, hal ini terjadi karena tegangan pada dioda basis adalah 0V. Sehingga adanya penurunan tegangan dari basis ke emiter sebesar 0,7V menyebab tegangan pada emiter menjadi 0V-0,7V=-0,7V.

Sehingga tegangan pada tahanan emiter adalah:

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 17

Bias Emiter dengan Dua Catu Daya

Mengacu pada gambar di slide sebelumnya,

Untuk menghasilkan nilai , maka diperlakukan aturan yang sama seperti pada transistor bias pembagi tegangan, yaitu:

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 18

Contoh 4 Pada rangkaian di bawah, tentukan nilai tegangan kolektor pada masing-masing stage dari rangkaian!

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 19

Bias Umpan Balik Emiter Rangkaian bias basis merupakan rangkaian terburuk jika digunakan untuk membuat titik Q yang tetap. Hal ini terjadi, karena arus kolektor akan berubah apabila penguatan arus berubah.

Sekarang kita bicarakan rangkaian bias umpan balik emiter. Tujuannya adalah untuk menstabilkan titik Q.

Rangkaian bias umpan balik emiter ditunjukkan oleh gambar di samping.

RCRB

+VCC

RE

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 20

Bias Umpan Balik EmiterIde dasar dari rangkaian di atas adalah :

Jika bertambah, maka juga bertambah, akibatnya juga bertambah. yang lebih besar akan mengurangi tegangan pada . Ini mengakibatkan berkurang, yang berlawanan dengan kenaikan . Disebut umpan balik karena perubahan tegangan pada emiter, diumpan balikkan ke rangkaian basis.

Rangkaian umpan balik emiter tidak pernah popular karena pergeseran titik masih terlalu besar untuk aplikasi produksi masal.

RCRB

+VCC

RE

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 21

Bias Umpan Balik Emiter Berikut ini adalah beberapa rumusan untuk analisis rangkaian bias umpan balik emiter:

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 22

Bias Umpan Balik EmiterTujuan dari rangkaian bias umpan balik emiter ini adalah untuk membanjiri , yaitu harus bernilai lebih besar daripada . Jika hal ini dipenuhi maka menjadi tidak sensitif terhadap perubahan pada .

Tetapi pada rangkaian praktis kita tidak dapat merancang rangkaian dengan yang cukup besar untuk membanjiri efek tanpa memotong (cutting off) transistor.

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 23

Bias Umpan Balik Emiter

Terlihat bahwa variasi 3:1 dari penguatan arus, membawa perubahan besar pada arus kolektor.

RE

100

RB

430k

RC

910

+15V

VCE

3,25

15V

9,33

ICmA

14,9

100dc

300dc

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 24

Bias Umpan Balik Kolektor Perhatikan gambar rangkaian bias umpan balik kolektor di samping.

Bias umpan balik kolektor bertujuan untuk menstabilkan titik Q. Idenya adalah memberi umpan balik tegangan ke basis untuk menetralkan setiap perubahan pada arus kolektor.

Misalkan terjadi penambahan terhadap arus kolektor, yang berarti pengurangan terhadap tegangan kolektor. Pengurangan tegangan kolektor ini berakibat penurunan arus basis yang menyebabkan penurunan terhadap arus kolektor.

+VCC

RB

RC

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 25

Bias Umpan Balik Kolektor Berikut ini adalah beberapa rumusan untuk analisis rangkaian bias umpan balik emiter:

Titik Q biasanya ditetapkan di dekat titik tengah garis beban dengan menggunakan resistansi basis:

+VCC

RB

RC

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 26

Bias Umpan Balik Kolektor

Terlihat pada gambar di atas, perubahan penguatan arus 3:1 membawa sedikit perubahan pada titik Q dibanding dengan rangkaian bias umpan balik emiter.

RB

200k

RC

1k

+VCC

VCE

4,77

15V

8,58

ICmA

15

100dc

300dc

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 27

Bias Umpan Balik Kolektor dan EmiterPenggabungan rangkaian bias umpanbalik kolektor dan emiter merupakan langkah awal menuju bias yang lebih stabil bagi rangkaian transistor.

Dari rangkaian ini hasilnya hanya sedikit yang lebih baik. Penggabungan rangkaian ini memang menolong, tetapi tidak cukup bagi kinerja yang diperlukan untuk produksi masal.

+VCC

RC

RE

RB

ELEKTRONIKA – STMIK STIKOM SURABAYA 28

Bias Umpan Balik Kolektor dan Emiter Berikut ini adalah beberapa rumusan untuk analisis rangkaian bias umpan balik emiter:

+VCC

RC

RE

RB