Rifqa Sakhia: 4.12 Multiple BJT Networks

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

3a. Example

3b. Problem

3c. Soal Pilihan ganda

4. Rangkaian, Prinsip Kerja dan Video

5. Download file

1. Tujuan [kembali]

Untuk mengetahui apa itu Multiple BJT Networks
Untuk mengetahui semua perhitungan dalam Multiple BJT Networks
Untuk mengetahui rangkaian Multiple BJT Networks

2. Alat dan Bahan [kembali]

Alat

a. Osiloskop

Osiloskop adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron- elektron selama waktu yang tidak tertentu. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

Spesifikasi:

Pinout:

Keterangan:

b. DC Voltmeter

DC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

Bahan

a.Transistor

Transistor adalah komponen elektronika yang ditemukan di berbagai rangkaian dan digunakan sebagai saklar, penguat sinyal, osilator, modulator dan sebagainya.

Hampir semua barang elektronik menggunakan sebuah perangkat transistor untuk digunakan di berbagai rangkaian, misalnya untuk televisi, computer, dan audio.

Bahan pembuat transistor terdiri dari bahan semi konduktor seperti galium arsenide, silikon, atau germanium yang merupakan elektroda aktif.

Transistor memiliki 3 pin terminal yaitu emitor, basis, dan kolektor. Arus kecil pada satu terminal digunakan untuk membangkitkan arus besar pada terminal yang tersisa.

Transistor memiliki dua sambungan PN yaitu sambungan kolektor-basis untuk bias mundur dan sambungan basis emitor untuk bias maju.

b. Capasitor

Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf "C" adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang nonkonduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatanmuatan positif dan negatif di awan.

c. Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R). Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:
Tabel warna

Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Spesifikasi:

d. Vsine

Vin/VSINE merupakan tegangan basis yang digunakan untuk memasok tegangan bias basis sesuai kebutuhan

e. Ground

Definisi grounding adalah sistem pentanahan yang berfungsi untuk meniadakan beda potensial sehingga jika ada kebocoran tegangan atau arus akan langsung dibuang ke bumi.

Fungsi grounding :

Perlindungan dari tegangan tinggi
Grounding dalam sistem instalasi listrik berungsi untuk mengurangi atau menghindari bahaya yang disebabkan oleh tegangan tinggi.misalnya bahaya petir dengan tegangan tinggi
Penstabil tegangan
Grounding dapat berfungsi untuk menstabilkan tegangan pada banyak sumber tegangan. Jika tidak terdapat titik referensi umum untuk semua sumber tegangan, akan terjadi kesulitan antar masing-masing hubungan
Mengatasi arus yang lebih
Grounding juga berfungs untuk mengatasi arus yang berlebih, karena sistem grounding ini menyediakan level keselamatan baik kerusakan peralatan atau manusia

3. Ringkasan [kembali]

Jaringan BJT yang sejauh ini hanya berupa konfigurasi satu tahap. Bagian ini akan menggunakan beberapa jaringan paling populer yang menggunakan banyak transistor. Bagian ini akan menunjukkan bagaimana metode yang telah diperkenalkan dalam bab ini dapat diterapkan ke jaringan dengan sejumlah komponen.

Pada FIG. 4.64, Kopling R–C mungkin terlihat umum. Keluaran kolektor dari satu tahap diberikan langsung ke basis tahap berikutnya menggunakan kapasitor kopling Cc . Kapasitor akan dipilih untuk memastikan bahwa kapasitor tersebut akan memblokir dc di antara tahapan dan bertindak seperti korsleting ke sinyal AC apapun. Pada FIG. 4.64 Jaringan memiliki dua tahap pembagi tegangan, tetapi sambungan yang sama dapat digunakan di antara kombinasi jaringan apa pun seperti konfigurasi fixed-bias atau emitor-follower. Mengganti ekivalen sirkuit yang terbuka untuk Cc dan kapasitor jaringan lainnya akan dapat menghasilkan dua pengaturan bias yang ditunjukkan pada FIG. 4.65. Metode analisis dalam bab ini diterapkan pada setiap tahap secara terpisah karena satu tahap tidak akan mempengaruhi tahapan yang lainnya. Tentu saja, suplai 20 V dc harus diterapkan pada setiap komponen yang akan diisolasikan.

Konfigurasi Darlington pada FIG. 4.66 memberikan keluaran dari satu tahap langsung ke masukan tahap berikutnya. Karena output dari FIG 4.66 diambil langsung dari terminal emitor, berikutnya gain ac sangat dekat dengan 1, tetapi impedansi inputnya sangat tinggi, membuatnya menarik untuk digunakan pada amplifier yang beroperasi dari sumber yang memiliki resistansi internal yang relatif tinggi. Apabila resistor beban ditambahkan ke kaki kolektor dan keluarannya diambil dari terminal kolektor, konfigurasi akan memberikan penguatan yang sangat tinggi.

Untuk analisis dc pada FIG. 4.67 dengan asumsi 𝛽1 untuk transistor pertama dan 𝛽2 untuk transistor kedua, arus basis untuk transistor kedua adalah

dan arus emitor untuk transistor kedua adalah

Asumsikan untuk setiap transistor, kita dapatkan 𝛽 >>>1 untuk konfigurasinya adalah

yang membandingkan langsung dengan penguat satu tahap yang memiliki penguatan sebesar 𝛽D .Menerapkan analisis yang mirip dengan Bagian 4.4 akan menghasilkan persamaan berikut untuk arus basis:

Didefenisikan

dan kita memiliki

Arus

lalu, tegangan dc pada terminal emitter adalah

Tegangan kolektor sama dengan sumber V

dan tegangan pada keluaran transistor adalah

Pada gambar 4.68 Konfigurasi Cascode mengikat kolektor dari satu transistor ke emitor yang lain. Intinya adalah jaringan pembagi tegangan dengan konfigurasi common-base di kolektor. Hasilnya adalah jaringan dengan gain tinggi dan kapasitansi Miller yang berkurang—topik yang akan dibahas di Bagian 9.9

Analisis dc dimulai dengan menganggap arus melalui resistor bias R1, R2, dan R3 pada Gambar 4.69 jauh lebih besar daripada arus basis masing-masing transistor. Yaitu

Hasilnya adalah bahwa tegangan pada dasar transistor Q1 secara sederhana ditentukan oleh penerapan aturan pembagi tegangan:

Tegangan di dasar transistor Q2 ditemukan dengan cara yang sama:

Tegangan emitor ditemukan dengan

Arus emitor dan kolektor ditemukan dengan

Tegangan kolektor Vc1

Tegangan kolektor Vc2

Arus yang melewati resistor pembias adalah

Arus basis ditentukan dengan

Konfigurasi bertingkat berikutnya adalah Pasangan Umpan Balik pada FIG. 4.70, yang menggunakan transistor npn dan pnp. Hasilnya adalah konfigurasi yang memberikan penguatan tinggi dengan peningkatan stabilitas. Versi dc dengan semua arus berlabel muncul di FIG. 4.71.

Arus basis

Sehingga

Arus kolektor

Sehingga

Dengan menggunakan Kirchhoff’s voltage law down dari sumber ke tanah, akan menghasilkan
dan

dengan tegangan basis VB1

dan

Tegangan kolektor VC2 = VE1 adalah
dan

Dalam hal ini

Dan

sehingga

Konfigurasi multitahap terakhir adalah penguat Direct Coupled, terlihat bahwa tidak adanya kapasitor kopling untuk mengisolasi level dc dari setiap tahap. Manfaatnya adalah kapasitor kopling biasanya membatasi respons frekuensi rendah dari amplifier. Tanpa kopling kapasitor, amplifier dapat memperkuat sinyal frekuensi yang sangat rendah bahkan turun ke dc. Namun, memliki kerugian, salah satunya yaitu bahwa setiap variasi dalam nilai dc yang diakibatkan dari berbagai alasan dalam satu tahap dapat mempengaruhi level dc dalam tahap penguat berikutnya.

3a Example [kembali]

Tentukan level dc untuk arus dan tegangan penguat terhubung langsung dari Gambar 4.72.

Perhatikan bahwa ini adalah konfigurasi bias pembagi tegangan yang diikuti oleh konfigurasi kolektor umum; salah satu yang sangat baik dalam kasus di mana impedansi masukan tahap berikutnya cukup rendah. Penguat kolektor umum bertindak seperti penyangga antar tahap
Persamaan DC dari gambar kita sederhanakan pada FIG. 4.73, maka

3b. Problem [kembali]

1. Untuk penguat R–C-coupled dari Gambar 4.141 tentukan

a. tegangan VB , VC , dan VE untuk setiap transistor.

b. arus IB , IC , dan IE untuk masing-masing transistor

Jawab:

2. Untuk penguat Darlington pada Gambar 4.142 tentukan

a. tingkat 𝛽D

b. arus basis masing-masing transistor.

c. arus kolektor masing-masing transistor.

d. tegangan VC1 , VC2 , VE1 , dan VE2 .

Jawab:

3c. Soal Pilihan ganda [kembali]

1. Transistor adalah Singkatan dari ?

       a. Transparancy Resistance
       b. Transferable Resistor
   c. Trans Kapasitor
       d. Transient Resistance
       e. Trans Isolator

Jawaban : B

2. Transistor Memiliki 3 pin terminal yaitu ?

       a. Basis, Kolektor dan Emitor
       b. Drain, Source dan Gate
       c. Gate, Kolektor dan Emitor
       d. Basis, Drain dan Source

Jawaban : A

3. Perhatikan Simbol Transistor NPN dibawah ini ?

Susunan Pin terminal Basis-Kolektor-Emitor yang benar ditunjukkan pada nomor ?

     a. 1
     b. 2
     c. 3
     d. 4
     e. Semuanya Salah

Jawaban : C

4. Percobaan, Prinsip Kerja dan Video [kembali]

a. Langkah Percobaan

Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan di library proteus
Susunlah alat dan bahan tersebut seperti pada rangkaian
Resistor yang digunakan ada diberi hambatan 500, 1k, 2k, 5k, 10k
Vsine yang digunakan diberi amplitudo 12V dan frekuensi 1kHz
Pakai transistor NPN
Pakai Kapasitor sebesar 1uF

b. Prinsip Kerja

1. Rangkaian 4.64

prinsip kerjanya:

pada rangkaian ini, dapat dilakukan dengan rangkaian ekivalen yang dimana pada salah satunya memakai metoda rangkaian ekivalen hybrid n atau disebut juga dengan phi. rangkaina ini pada transistor yang dioperasikan pada frekuensi menengah dapat dibuat dengan men-short circuit suply dan semua kapasitor. dimana pada rangkaian ini diketahui Vre = Vrc = Vce sehingga kita mendapakan nilai RL. Pada konfigurasi ini, terminal emitter bersamaan pada sisi input dan output transistor. Input diberikan pada terminal base, dan output diambil dari terminal kolektor. Konfigurasi CE memberikan gain tegangan yang tinggi dan gain arus yang sedang, sehingga cocok untuk tujuan penguatan.

2. Rangkaian 4.65

pada gambar ini, diketahui bahwa untuk tegangan yang telah di short circuit dan untuk capasishoprt circuit juga. Emitor merupakan titik bersama antara input dan output.

3. Rangkaian 4.66

Untuk menganalisa rangkaian CC Amp. sama seperti CE Amp. yaitu dengan memakai metoda rangkaian ekivalen hybrid л (phi). Adapun rangkaian ekivalen hybrid л untuk CC Amplifier. Kolektor merupakan titik bersama antara input dan output. Memberikan penguatan arus yang tinggi dan penguatan tegangan yang sama. Digunakan untuk aplikasi penyesuaian impedansi dan buffering.

4. Rangkaian 4.67

dapat dilihat pada gambar, diketahui bahwa pada resistor berjalan arus dari suply sebesar 12 volt ke kaki base transistor, lalu menuju ke kaki kolektor dan berjalan ke multivolt, lalu dari multi volt berjalan ke kaki kolektor pada transistor kedua. sama juga dengan transistor 1, kaki emitornya berjalan menuju base transistor kedua. lalu kaki emitor transistor kedu berjalan menuju resistor 2.

5. Rangkaian 4.68

pada rangkaian ini,

dari tegangan input berjalan ke resistor 1 lalu berjalan ke capasitor 1. dari capasitor 1 bertemu dengan 4 cabang dimana arus dari tegangan itu akan menuju ke kaki base transistor 2, dan cabang yang lain menuju ke resistor 4. lalu dari power suply yang bernilai 12 volt arus nya berjalan menujun resistor 2 dan resitor 6, dari resistor 6 berjalan mernuju kaki kolektor pada transistor 1, lalu menuju ke kaki emitor transistor 1 ke kaki kolektor transistror 2. dari kaki emitor transistor 2 berjalan menuju resistor 5 dan kapasitor 3.

6. Rangkaian 4.69

pada rangkaian ini, bentuk apabila tegangan input dan tegangan output nya di short circuit, maka r1 berjalan menuju r2 tetapi juga menuju kaki base pada transisitor 1, begitu juga dengan r2 menuju kaki base transistor 2 tetapi juga menuju kaki r3.

7. Rangkaian 4.70

pada rangkaian ini, tahapnya sama dengan rangkaian sebelumnya tetapi memiliki perbedaan pada transistor nya dimana pada kaki emitor transisitor 1 menuju ke kaki base transistor 2. sedangkan kaki konduktor pada transistor 2 mendapatkan arus yang mengalir dari power suply yang bernilai 12 volt menuju r3 lalu baru menuju kaki konduktor pada transistor 2.

8. Rangkaian 4.71

pada rangkaian ini, dapat diketahui memilik tegangan input dan tegangan output dimana tegangan input berjalan menuju resistor 2 dan pada r1 berjalan menuju kaki base transistor 1 lalu dari r2 menuju kaki konduktor transistor 1 dan 2.

9. Rangkaian 4.72

pada rangkaian ini, dapat dilihat bahwa tegangan inputnya berjalan menuju resistor 1 lalu menuju kapasitor 1, dari kapasitor 1 bertemu dengan percabangan dimana dia akan tetap bmengalir ke resistor 3. sedangkan tegangan pada power suply mengalir ke resistor 2, resistor 4, dan menuju ke kaki kolektor transistor 2, lalu menuju ke kaki emitor transistor 2 ke resistor 6 dan m,engalir juga ke kaki kapastiro 3 lalu ke resistor 7.