Elka (Bias DC)
-
Upload
danuar-trianur-rohman -
Category
Documents
-
view
241 -
download
1
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.