ELEKTRONIKA DASAR

PANJARAN UMPAN BALIK EMITER

(a) Panjaran Basis

(b) Panjaran Umpan BalikEmiter

Panjaran Basis titikkerjanya sangatdipengaruhi hFE.

ICQ berbanding linear dengan hFE.

Pada produksi masal sulitdidapatkan hFE yang sama.

Rangkaian panjaran umpanbalik emiter merupakansalah satu upaya untukmenstabilakn titik kerja Q terhadap variasi hFE.

Ide dasar: mengurangi membesarnya aruskolektor dengan mengecilkan arus basis.

Jika IC membesar (misal: oleh perubahantemperatur) tegangan VE terhadap ground akanmeningkat.

EEE

EC

EEECCCC

RI VI I karena

VRIRIV

=

++=

Naiknya IC berarti naiknya VE.

Meningkatnya VE akan diikuti dengan VB.

BBBCC

EEBEBBCC

EBBE

EBERBCC

EEBEBBCC

VRIVRIVRIV

VVVVVVV

RIVRIV

+=++=

-=++=

++=

VBE relatif tetap (VBE juga sedikit bervariasimengikuti perubahan temperatur, tetapidapat diabaikan).

Membesarnya VE diikuti denganmembesarnya VB.

Meningkatnya VB berarti menurunyategangan pada RB sehingga IB mengecil.

Bila VB membesar sedangkan VCC dan RBtetap berarti IB turun. Turunya IB inimelawan kecenderungan membesarnyaIC.

Formula-formula penting

CCCCC

EB

EEE

FE

BE

BECCE

RIVVVVV

RIVh

RR

VVI

-=+=

=

+

-=

7,0

Contoh: Gambarkan garis beban dan titik kerja. Asumsikan nilai hFE = 100 dan hFE = 300

8,72V10003,65mA(80012VVII bila

RIRIVVVV

3,65mA0)(300000/10100

0,7V12V

hRR

VVII

100h kerjaTegangan

12VVV

13,33mA90012V

RRVI

0VV menganggap I

CEQ

EC

EECCCCECCE

FE

BE

BECCECQ

FE

CCCE(cutoff)

EC

CCC(sat)

CEC(sat)

=+-=

--=-=

=+

-=

+

-=

=

==

==+

=

=

2,76V1000010,27mA(8012VV

10,27mA0)(300000/30100

0,7V12V

hRR

VVII

300hUntuk

CEQ

FE

BE

BECCECQ

FE

=+-=

=+

-=

+

-=

=

Panjaran umpan balik Kolektor

Collector feedback bias atau self-bias adalah cara lain memberikan panjaranpada transistor dengan mengupayakanpenstabilan titik kerja (Q).

Ide dasarnya adalah dengan mengumpanbalikan tegangan ke basis sebagai upayauntuk menetralisir perubahan aruskolektor.

CCCCCEC

BEB

FE

BC

BECCE

RIVVVVVVh

RR

VVI

-====

+

-=

7,0

Contoh: Gambarkan garis beban dantitik kerja rangkaian transistor

:maka100,h Bila)(200000201000

0,7V12VII

12VVV

12mA1K12VI

FE

FEECQ

CCCE(cutoff)

C(sat)

=+

-=

==

==

VmAVRIVV

mAVVVI

VmAxVRIVV

mAVVVII

CCCCCEQ

E

CCQCCCEQ

ECQ

22,5)1000.78,6(12

78,67,1666

3,11)300/200000(1000

7,012I

300 menjadiberubah h Bila

23,8)100077,3(12

77,33000

3,11)100/200000(1000

7,012

CQ

FE

=W-=-=

=W

=W+W

-=

=W-=-=

=W

=W+W

-=

Panjaran umpan balik kolektor-emitor

Dibandingkan dengan panjaran basis, panjaranumpan balik emitor dan umpan balik kolektormasih lebih baik dari sisi kesetabilan titik kerjatransistor.

Meskipun demikian keduanya msh belummemuaskan .

Meskipun ide pemberian umpan balik negatifcukup baik, umpan balik ini belum cukupmemberi kompensasi bagi bergesernya titikkerja. Berikutnya dicoba memberikan 2 buahumpan balik sekaligus.

CCCCC

EB

EEE

FEBEC

BECCEC

RIVVVVV

RIVhRRR

VVII

-=+=

=++-

=

7,0

)/(

Contoh: Gambarkan garis beban pada titikkerja hFE = 100 dan hFE = 300

)/(

12

81500

12)(

)(

)(

FEBEC

BECCECQ

CCcutoffCE

EC

CCsatC

hRRRVVII

VVV

mAVRR

VI

++-

=

==

=W

=+

=

VmAVV

mAVVI

VmAVVII

RIRIVVVV

mAVVI

hRRRVVII

VV

mAVR

I

CEQ

CQ

CEQ

EC

EECCCCECCEQ

CQ

FEBEC

BECCECQ

cutoffCE

EsatC

17,4)5001000(22,512

22,5)300/200000(5001000

7,012300hUntuk

22,5)5001000(52,412

52,4)100/200000(5001000

7,012)/(

12

81500

12)(R

V100hUntuk

FE

)(

C

CC)(

FE

=W+W-=

=W+W+W

-=

=

=W+W-=

--=-=

=W+W+W

-=

++-

=

=

=W

=+

=

=

Penguat AC Panjaran Basis

Sifat kapasitormenahan arus searahdan meneruskan arusbolak-baliTerisolasinyaarus searah daripengaruh sinyal.

Analisis Arus searah(Q)

Dan Analisis AC padasinyal masukan.

Ukuran kapasitor kopling bergantung padafrekuensi terendah sinyal AC.

T = RC (pada frekuensi terendah) R = Reaktansi total dalam suatu loop. C = Nilai Kapasitor Contoh: Jika diharapkan kapasitor kopling

dapat meneruskan sinyal berfrekuensi 20 Hz 20 KHz dan total reaktasi pada suatuloop arus adalah 10 K maka;

C = 0,05/100000 = 5uF XC 0,1R

Penguat AC Panjaran Emitor

Rangkaian transistor panjaran basis jarang digunakan sebagai penguat karenaketidakstabilan titik kerjanya (Q). Olehkarena itu digunakan rangkaian panjaranemitor dalam bentuk panjaran pembagitegangan atau dengan tegangan sumberganda.

Kapasitor Bypass bertindak sebagai jalurpertanahan bagi isyarat AC.

Bila frekuensi isyarattinggi, C2 seolah2 menghubungsingkatkan isyarat kejalur pertanahan.

Agar kapasitor bypass bekerja dengan baik, XC > R4 padafrekuensi terendahdari isyarat yang dikuatkan.

XC 0,1 R.

Menghitung titik kerja (Q):

Asumsikan semuakapasitor terbuka.

VBE = 0,7 V, Maka

VmAVRIVV

mAVRVII

VVVVVV

VVV

CCCCC

E

EEC

BEBE

B

2,5)4000.7,1(12

7,11000

7,17,17,04,2

4,212.120003000

3000

=W-=-=

=W

==

=-=-=

=W+W

W=

Misal: sinyal masukan100 uV P-P, makaVPP akanditumpangkan ke VB. Tegangan Kolektorbervariasi disekitar5,2 V.

Titik kerja transistor:

VKmAVVV

mAVVII

VVV

C

EC

E

B

72,6)6,3.3,2()312(

3,21000

7,037,0

0

=W-+=

=W

-=

-=

Perolehan arus AC

Sebelunya perolehan Arus DC yang diberikan hFEdan DC.

fe

b

c

B

CDCFE

han dengan dinyatakr data;pada lemba

ii

arus AC:PenguaIIh

=

==

tan

Resistansi AC dioda Emitor

Pada saat rangkaian diberikan sinyal, arus yang mengalir pada transistor merupan julmlah dariarus akibat panjaran dan arus akibat sinyal yang masuk.

Ada komponen DC (panjaran) dan AC (sinyal).

beBEQBE

cCQC

eEQE

vVViIIiII

+=

+=

+=

Besar ie bergantung pada lokasi Q karena grafikhubungan VBE terhadap IE berbentuk kurva makabesarnya ie berbeda-beda untuk vbe yang sama.

Fakta ini menyiratkan adanya resistansi AC diodaemitor yang sifatnya dinamis.

Resistansi AC dioda emitor berkurang apabilaarus emitor bertambah.

Ee

e

bee

ImVr

pendekaivr

25tan;

'

'

=

=

Oleh karena adanya variasi struktursambungan, beberapa ahli berpendapat nilai reberkisar antara:

Ee

E ImVr

ImV 5025 '

Contoh penguat transistor panjaran basis. Hitunglah re ?

100 uV

4 K500 K

100K

+12 V

100=dcb

W==

====

=W

-=

-=

06,1126,2

2526,26,22.100.

100

6,22500000

7,012

'

mAmVr

mAAIIIdengan

AVVR

VVI

e

BdcEC

dc

B

BECCB

mbb

m

Contoh hitung re pada rangkaian transistor denganpanjaran pembagi tegangan ?

100uV

C1

4 K2 KC3

100 K

12 V

3 K 1K C2Bypass

W==

=W

-=

=W+W

W=

-=

85,35,6

25

5,61

7,02,7

2,712.23

3

'

mAmVr

mAK

VVI

VVKK

KV

RVVI

e

E

B

E

BEBE

Nilai re yang digunakan adalah pendekatan untuktransistor pada temperatur ruang (250C).

Untuk nilai diluar ruang, formula yg jugamerupakan pendekatan praktis;

EEe

Ee

ImV

ImVxr

CTcontohtemperaturT

ImVxTr

3225291

273100100

25291

273

'

0

'

=+

=

=

=

+=

Model Ebers-Moll

Untuk menganalisis perilaku transistor terhadap sinyal AC diperlukan rangkaianekivalen AC untuk transistor.

Apabila dianggap bahwa penguatberoperasi sebagai penguat sinyal kecil, maka dioda basis-emitor berperilakusebagai re dan dioda basis-kolektorberperilaku sebagai sumber iC.

Model n Bila sinyal AC diberikan pada masukan transistor

penguat, akan timbul tegangan basis-emitor vbe padaujung-ujung dioda basis-emitor. Tegangan sinyaltersebut menimbulkan arus AC pada basis yang disebutib. dipandang dari sisi masukan ib melihat adanyaimpedansi masukan sebesar zin(basis) . Pada frekuensirendah bisa dianggap empedansinya murni resistif danbesarnya adalah:

b

BEbasisin i

vz =)(

iC

ib

iE

+

-

'er

iCiE

-

'er

Zin(basis)

'''

)(

'

)(

'

;

:Emitor-Basisuntuk HK.Ohm

eb

ec

b

ee

b

bebasisin

ce

b

ee

b

bebasisin

eebe

riri

iri

ivz

makaiikarenairi

ivz

riv

b===

==

=

Dapat disimpulkanimpedansi masukansama dengan perolehanarus AC dikalikandengan resistansi AC dioda basis-emitor.

Model transistor merupakan visualisasidari pernyataan diatasdan dapat digambarkansebagai berikut:

'er

Baik Model Ebers-Moll maupun model merupakan rangkaian ekivalen transistor sehinggakita dapat menggunakan salah satunya untukmenganalisis rangkaian transistor sebagai penguat.