Elka (Bias DC)

download Elka (Bias DC)

of 13

Transcript of Elka (Bias DC)

  • 8/2/2019 Elka (Bias DC)

    1/13

    LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM

    RANGKAIAN ELEKTRONIKA

    Bias DC, Garis Beban Kerja dan Titik Kerja

    Dosen Pembimbing : Bpk. Ridwan Solihin

    Oleh

    DANUAR TRIANUR ROHMAN

    091331039

    Tanggal Percobaan : Kamis, 3 Juni 2010

    Partner : Ady Nugroho S. S (091331035)

    Fitra Mareta (091331046)

    Kelas : 1TCB1

    JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

    PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

    POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

    2009

  • 8/2/2019 Elka (Bias DC)

    2/13

    I. Tujuan Percobaan

    Membuat dan mengukur arus dan tegangan rangkaian konfigurasi CE

    II. Landasan TeoriAnalisis atau desain dari suatu penguat transistor memerlukan

    pengetahuan tentang baik dc dan ac respon sistem. Terlalu sering

    diasumsikan bahwa transistor adalah ajaib perangkat yang dapat

    meningkatkan tingkat input ac diterapkan tanpa bantuan suatu

    sumber energi eksternal. Pada kenyataannya, peningkatan output daya ac

    hasilnya dari transfer energi dari pasokan dc diterapkan. Analisis atau

    desain apapun penguat elektronik sehingga memiliki dua komponen yaitu

    bagian dc dan ac porsi. Untungnya, teorema superposisi berlaku dan

    investigasi dari dc kondisi dapat sepenuhnya dipisahkan dari respon ac.

    Namun satu harus tetap di pikiran bahwa selama tahap desain atau sintesis

    pilihan parameter yang diperlukan dc akan mempengaruhi tingkat respon

    ac, dan sebaliknya. Tingkat dc operasi sebuah transistor dikendalikan oleh

    sejumlah faktor, termasuk rentang titik operasi yang mungkin

    karakteristik perangkat. Dalam Bagian 4,2 kita tentukan rentang untuk

    penguat transistor. Setelah diinginkan dc saat ini dan

    tingkat tegangan telah ditetapkan, jaringan harus dibuat yang akan

    mendirikan operasi yang diinginkan titik-sejumlah jaringan ini dianalisis

    dalam bab ini. Masing-masing desain juga akan menentukan stabilitas

    sistem, yaitu seberapa sensitif sistem ini adalah untuk suhu-topik variasilain untuk diselidiki kemudian bagian bab ini. Meskipun sejumlah

    jaringan dianalisis dalam bab ini, ada yang mendasari

    kesamaan antara analisis dari setiap konfigurasi akibat penggunaan

    berulang berikut hubungan dasar penting bagi transistor:

  • 8/2/2019 Elka (Bias DC)

    3/13

    Bahkan, setelah analisis dari beberapa jaringan pertama jelas dipahami,

    jalan terhadap solusi jaringan untuk mengikuti akan mulai menjadi sangat

    jelas. Di contoh paling dasar IB saat ini adalah kuantitas pertama yang

    ditentukan. Setelah IB diketahui, hubungan Persamaan. (4.1) melalui (4,3)

    dapat diterapkan untuk menemukan sisa jumlah bunga. Kesamaan dalam

    analisis akan segera jelas seperti yang kita kemajuan melalui bab ini.

    Persamaan untuk IB sangat mirip untuk number dari satu persamaan

    konfigurasi yang dapat diturunkan dari lain hanya dengan menjatuhkan

    atau menambahkan istilah atau dua. Fungsi utama bab ini adalah untuk

    mengembangkan tingkat keakraban dengan transistor transistor yang

    mengizinkan analisis dc sistem apapun yang mungkin menggunakan

    penguat transistor.

    TITIK OPERASI

    Istilah ini biasing muncul dalam judul bab ini adalah istilah semua

    termasuk untuk penerapan tegangan dc untuk membangun tingkat tetap

    arus dan tegangan. Untuk transistor Penguat arus yang dihasilkan

    tegangan dc dan membentuk sebuah titik operasi pada

    karakteristik yang mendefinisikan wilayah yang akan digunakan untuk

    amplifikasi sinyal diterapkan. Karena titik operasi adalah titik tetap pada

    karakteristik, itu juga disebut titik diam (disingkat Q-point). Menurut

    definisi, diam berarti tenang, diam, tidak aktif.definisi, diam berarti

  • 8/2/2019 Elka (Bias DC)

    4/13

    tenang, diam, tidak aktif.

    Gambar 4.1 menunjukkan karakteristik output perangkat umum dengan

    empat titik operasi diindikasikan. Rangkaian biasing dapat dirancang

    untuk mengatur operasi perangkat di salah satu titik atau orang lain dalam

    daerah aktif. Maksimum peringkat ditunjukkan pada karakteristik

    Gambar. 4,1 oleh garis horisontal untuk maksimum arus kolektor ICmax

    dan garis vertikal pada maksimum kolektor-emitor ke-tegangan VCEmax.

    Kendala daya maksimum didefinisikan oleh kurva PCmax di angka yang

    sama. Pada akhir bawah timbangan daerah cutoff, ditetapkan oleh IB=0

    dan daerah saturasi, ditetapkan oleh VCE = VCEsat. Perangkat transistor

    bisa menjadi bias untuk beroperasi di luar batas-batas maksimum, namun

    Hasil operasi seperti itu akan baik mempersingkat cukup umur

    perangkat atau kerusakan perangkat. Membatasi diri pada daerah aktif,

    salah satu dapat memilih banyak wilayah operasi yang berbeda atau poin.

    Q-titik yang dipilih sering tergantung pada tujuan penggunaan rangkaian.

    Namun, kita dapat mempertimbangkan beberapa perbedaan di antara

    berbagai titik yang ditunjukkan pada Gambar. 4,1 untuk menyajikan

    beberapa ide dasar tentang titik operasi dan, dengan demikian, rangkaian

    bias. Jika tidak bias digunakan, perangkat ini awalnya akan benar-benar

    off, menghasilkan Q-titik pada A-yaitu, nol saat ini melalui perangkat

    (dan nol tegangan di atasnya). Karena itu perlu bias perangkat sehingga

    dapat merespon seluruh range dari sinyal input, titik A tidak akan cocok.

    Untuk titik B, jika sinyal diterapkan pada sirkuit, perangkat akan

    bervariasi dalam arus dan tegangan dari titik operasi, yang memungkinkan

    perangkat untuk bereaksi terhadap (dan mungkin memperkuat) baik

    wisata positif dan negatif sinyal input. Jika sinyal input dipilih dengan

    benar, tegangan dan arus dari perangkat akan bervariasi tetapi tidak cukup

    untuk drive perangkat ke cutoff atau saturasi. Point C akan

    memungkinkan beberapa variasi positif dan negatif dari sinyal output,

    namun peakto- Nilai puncak akan dibatasi oleh kedekatan VCE 0V/IC=0

    mA. Operasi pada titik C juga meningkatkan beberapa kekhawatiran

    tentang nonlinier diperkenalkan oleh fakta bahwa jarak antara kurva IB

    cepat berubah di wilayah ini. Secara umum, adalah lebih baik daripada

    mengoperasikan di mana keuntungan dari perangkat cukup konstan (atau

  • 8/2/2019 Elka (Bias DC)

    5/13

    linier) untuk memastikan bahwa amplifikasi atas seluruh ayunan sinyal

    input adalah sama. Point B merupakan wilayah dari jarak lebih linier dan

    karena itu lebih linear operasi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4.1.

    Titik D set perangkat operasi titik dekat tegangan maksimum dan daya

    tingkat. Ayunan tegangan keluaran dalam arah yang positif dengan

    demikian terbatas jika maksimum tegangan tidak akan terlampaui. Oleh

    karena itu titik B tampaknya titik operasi terbaik

    dari segi keuntungan tegangan linier dan mungkin terbesar dan ayunan

    saat ini. Hal ini biasanya kondisi yang diinginkan untuk penguat sinyal

    kecil (Bab 8), tetapi tidak demikian tentu untuk power amplifier, yang

    akan dibahas dalam Bab 16. Dalam diskusi ini, kita akan berkonsentrasi

    terutama pada biasing transistor untuk sinyal kecil amplifikasi operasi.

    Salah satu faktor yang sangat penting biasing lain harus dipertimbangkan.

    Setelah dipilih dan bias transistor pada titik operasi yang diinginkan,

    pengaruh suhu juga harus diperhitungkan. Suhu menyebabkan perangkat

    seperti parameter transistor gain arus (_ac) dan kebocoran transistor saat

    ini (ICEO) untuk berubah. Tinggi suhu mengakibatkan kebocoran arus

    meningkat pada perangkat, sehingga perubahan operasi

    kondisi yang ditetapkan oleh jaringan biasing. Hasilnya adalah bahwa

    desain jaringan juga harus memberikan tingkat kestabilan suhu sehingga

    perubahan suhu hasil perubahan minimum di titik operasi. Ini operasi

    pemeliharaan titik dapat ditentukan dengan faktor stabilitas, S, yang

    menunjukkan tingkat perubahan di titik operasi karena variasi suhu.

    Sebuah rangkaian yang sangat stabil yang diinginkan, dan stabilitas dari

    sebuah sirkuit beberapa bias dasar akan dibandingkan. Untuk transistor

    yang akan bias di wilayah operasi linier atau aktif berikut harus

    benar:

    1. Sambungan basis-emitor harus maju-bias (p-wilayah tegangan lebih

    positif),

    dengan tegangan forward-bias yang dihasilkan sekitar 0,6-0,7 V.

    2. Sambungan basis-kolektor harus reverse-bias (n-wilayah yang lebih

    positif), dengan tegangan reverse-bias menjadi nilai apapun dalam batas

    batas maksimum perangkat. [Catatan bahwa untuk bias maju tegangan

    pada sambungan pn adalah p-positif, sedangkan untuk

  • 8/2/2019 Elka (Bias DC)

    6/13

    reverse bias itu adalah sebaliknya (reverse) dengan n-positif. Penekanan

    pada huruf awal harus menyediakan cara untuk membantu menghafal

    polaritas tegangan yang diperlukan.] Operasi di cutoff, kejenuhan, dan

    daerah linier dari karakteristik transistor adalah disediakan sebagai

    berikut:

    1. Linear-wilayah operasi: Junction basis-emitor bias maju Base-kolektor

    junction reverse bias.

    2.Cutoff-wilayah operasi: Junction basis-emitor bias reverse

    3.Saturasi-wilayah operasi: Junction basis-emitor bias maju

    Junction base-kolektor bias maju.

    Rangkaian bias tetap-Gambar. 4,2 memberikan pengenalan relatif mudah

    dan sederhana untuk analisis bias dc transistor. Meskipun jaringan

    mempekerjakan sebuah npn transistor, persamaan dan perhitungan berlaku

    baik untuk konfigurasi transistor pnp hanya dengan mengubah segala arah

    arus dan polaritas tegangan. Arus arah Gambar. 4,2 adalah arah arus

    sebenarnya, dan tegangan didefinisikan oleh ganda-subskrip notasi

    standar. Untuk analisis dc jaringan dapat dipisahkan dari tingkat ac

    ditunjukkan dengan mengganti kapasitor dengan sebuah opencircuit

    setara. Selain itu, suplai dc VCC dapat dipisahkan menjadi dua macam

    (Untuk tujuan analisis saja) seperti ditunjukkan pada Gambar. 4,3 untuk

    memungkinkan pemisahan input dan rangkaian output. Hal ini juga

    mengurangi hubungan antara dua sampai dasar IB saat ini. Itu

    pemisahan tentu valid, seperti yang kita perhatikan pada Gambar. VCC

    4,3 yang terhubung langsung ke RB dan RC seperti pada Gambar. 4.2.

  • 8/2/2019 Elka (Bias DC)

    7/13

    Forward Bias Base-Emitter

    Pertimbangkan pertama rangkaian loop basis-emitor dari Gambar. 4.4.

    Menulis tegangan Kirchhoff persamaan dalam arah searah jarum jam

    untuk loop, kita memperoleh Perhatikan polaritas tegangan drop RB

    sebagaimana ditetapkan oleh arah yang ditunjukkan

    Persamaan (4.4) tentu bukan satu sulit untuk mengingat jika hanya terus di

    diketahui bahwa dasar arus adalah arus melalui RB dan menurut hukum

    Ohm bahwa arus adalah tegangan RB dibagi dengan resistensi RB.

    Tegangan pada RB adalah diterapkan tegangan VCC pada salah satu

    ujungnya sedikit penurunan di lapisan basis-ke-emitor (VBE). Selain itu,

    karena tegangan suplai VCC dan VBE tegangan basis-emiter adalah

    konstanta, pemilihan sebuah resistor dasar, RB, menetapkan tingkat dasar

    saat ini untuk mengoperasikan titik.

    Collector-Emitter Loop

    Bagian kolektor-emitor jaringan tampak pada Gb. 4,5 dengan yang

    ditunjukkan IC arah arus dan polaritas yang dihasilkan di RC. Besarnya

    kolektor saat ini yang terkait langsung dengan IB melalui

  • 8/2/2019 Elka (Bias DC)

    8/13

    Sangat menarik untuk dicatat bahwa sejak dasar arus dikontrol oleh

    tingkat RB dan IC berhubungan dengan IB oleh konstan, besarnya IC

    bukan fungsi resistensi RC. Ubah RC ke tingkat manapun dan tidak akan

    mempengaruhi tingkat IB atau IC sebagai daerah aktif dari perangkat.

    Namun, seperti yang akan kita lihat, tingkat RC akan menentukan

    besarnya VCE, yang merupakan parameter penting. Menerapkan hukum

    tegangan Kirchhoff dalam arah searah jarum jam sekitar yang ditunjukkan

    Gambar loop tertutup. 4,5 akan mengakibatkan hal berikut:

    dalam kata-kata yang menyatakan bahwa tegangan di seluruh wilayah

    kolektor-emitor dari transistor dalam konfigurasi fixed-bias adalah kurang

    suplai tegangan drop di RC. Sebagai review singkat tunggal ingat-dan

    notasi double-subskrip bahwa

    di mana tegangan VCE adalah dari kolektor ke emitor dan VC dan VE

    adalah tegangan dari kolektor dan emitor ke tanah masing-masing. Tapi

    dalam kasus ini, karena VE = 0 V kita ,

    Selain itu, karena

    dan VE _ 0 V, maka

    \

    Perlu diingat bahwa tingkat tegangan seperti VCE ditentukan dengan

    menempatkan merah (Positif) memimpin dari voltmeter pada terminal

  • 8/2/2019 Elka (Bias DC)

    9/13

    kolektor dengan hitam (negatif) memimpin di terminal emitor seperti

    ditunjukkan pada Gambar. 4.6. VC adalah tegangan dari kolektor ke tanah

    dan diukur seperti yang ditunjukkan pada gambar yang sama. Dalam

    kasus ini dua bacaan yang identik, tetapi dalam jaringan untuk mengikuti

    dua bisa sangat berbeda. Jelas pemahaman perbedaan antara kedua

    pengukuran dapat membuktikan menjadi cukup penting dalam pemecahan

    masalah jaringan transistor.

    III. Alat dan Komponen yang digunakan.

    Protoboard : 1 buah Multimeter digital / analog : 1 buah Resistor 1 M : 2 buah Resistor 15 K : 1 buah Resistor 2,2 K : 1 buah Resistor 3,3 K : 1 buah Resistor 4,7 K : 1 buah Resistor 47 K : 1 buah Transistor B107 : 1 buah Power Supply : 1 buah Kabel-kabel penghubung secukupnya Jumper

    IV. Langkah Percobaan. Percobaan a:

    Menyediakan alat dan komponen yang akan digunakan untuk membuatrangkaian.

    Membuat dan merangkai rangkaian seperti gambar satu dibawah inidengan menggunakan transistor B107 / B108 / B109 / B550 , resistor 4,7

    K, resistor 1 M yang dipasang pararel, dengan tegangan output (vcc) 9

    V.

  • 8/2/2019 Elka (Bias DC)

    10/13

    RCRB

    IC

    IB

    2M 4,7K

    Ukurlah Vce, Ib, dan Ic pada rangkaian diatas dan hitung pula perhitunganmenggunakan rumusnya, untuk membuktikan bahwa pengukuran yang

    dilakukan adalah benar.

    Gambarkan GBKDC dan titik kerjanya.

    Percobaan b:

    Menyediakan alat dan komponen yang akan digunakan untuk membuatrangkaian.

    Membuat dan merangkai rangkaian seperti gambar dua dibawah inidengan menggunakan transistor B107 / B108 / B109 / B550 , resistor 47

    K, resistor 15 K, resistor 2,2 K, resistor 3,3 K, dengan tegangan

    output (vcc) 9 V.

    RCRB1

    IC

    IE

    IBVCC

    47K 3,3K

    2,2K15KRB2 RE

    VCE

  • 8/2/2019 Elka (Bias DC)

    11/13

    Ukurlah Vce, Ib, dan Ic pada rangkaian diatas dan hitung pula perhitunganmenggunakan rumusnya, untuk membuktikan bahwa pengukuran yang

    dilakukan adalah benar.

    Gambarkan GBKDC dan titik kerjanya.

    V. Data Pengamatan. Percobaan a:

    pengukuran

    VCE IB IC

    1,098 volt 4,2 A 1,69 mA

    perhitungan

    VCE IB IC

    1,057 volt 4,2 A 1,69 mA

    ( ) ( )

    Gambar Titik Kerja

    IC(mA)

    VCE

    Q1,69

    1,91

    1,098 90

  • 8/2/2019 Elka (Bias DC)

    12/13

    Percobaan b:pengukuran

    VCE IB IC IE

    5,1 volt 2,1 A 0,73 mA 0,7 mA

    perhitungan

    VCE IB IC

    6,51 volt 0,04 A 0,73 mA

    ( ) ( )

    VCC

    RTH

    RC

    IC

    IE

    REVTH

    ( )

    ()

  • 8/2/2019 Elka (Bias DC)

    13/13

    Gambar Titik KerjaIC

    (mA)

    VCE

    Q0,73

    2,73

    5,1 90

    V. Kesimpulan.

    Dari hasil percobaan yang dilakukan, dapat diketahui bahwa cara kerjabias DC pada transistor dikendalikan oleh arus di basis (IB), jika arus di

    basis sudah diketahui maka semua perhitungan-perhitungan lainnya dapat

    diketahui hasilnya. Bias DC ini digunakan untuk mengetahui besarnya

    arus dan tegangan yang terdapat pada transistor tersebut sehingga dapat

    diketahui pula titik kerja pada kurva karakteristik dari transistor tersebut,

    dan dengan diketahuinya titik kerja dari transistor tersebut, maka

    pengaplikasian pada alat pun menjadi benar dan transistor tersebut dapat

    bekerja sesuai dengan yang diinginkan.