Penguat-Penguat Emitor Sekutu Transistor BJT

Presentasi berjudul: "Penguat-Penguat Emitor Sekutu Transistor BJT"— Transcript presentasi:

1 Penguat-Penguat Emitor Sekutu Transistor BJT
Oleh: Danny Kurnianto, ST.,M.Eng ST3 Telkom Purwokerto

2 1.Pendahuluan Setelah mempelajari rancangan rangkaian prategangan transistor dengan titik Q berada di tengah-tengah garis beban, maka sebuah sinyal ac kecil dapat digandengkan ke basis transistor. Sinyal ini menghasilkan ayunan-ayunan pada arus kolektor dengan bentuk dan frekuensi yang sama. Penguat disebut sebagai penguat linear jika tidak mengubah bentuk sinyal. Selama amplitudo sinyalnya kecil, transistor hanya akan menggunakan sebagian kecil garis beban dan operasinya linear.

3 Sebaliknya, jika sinyal masukannya terlalu besar, ayunan sepanjang garis bebannya akan menggerakkan transitor ke arah titik jenuh atau cut-off. Hal ini akan memotong puncak sinyal dan penguat tidak lagi linear.

4 2.Kapasitor Coupling dan Bypass
Kapasitor coupling adalah kapasitor yang digunakan untuk menggandeng sinyal ac ke dalam atau keluar penguat transistor tanpa mengubah prategangan dc-nya. Gambar 1. kapasitor coupling

5 Kapasitor Coupling Perhatikan gambar 1 diatas, sinyal ac akan diteruskan dari titik A ke titik B, agar terlaksana maka reaktansi kapasitif (XC) harus jauh lebih kecil daripada resistansi seri (RTh + RL). Arus yang mengalir pada rangkaian RC satu simpul seperti pd gambar 1 adalah ………………..(1) Dengan R adl resistansi seri (RTh + RL). Bila frekuensi naik maka XC akan menurun sampai jauh lebih kecil dari R, jd arus mencapai maksimum pada V/R.

6 Kapasitor Coupling Gandengan kaku
Ukuran kapasitor penggandeng tergantung dari frekuensi terendah dari sinyal yang harus digandeng. Aturan pada frekuensi terendah yaitu …………………..(2) Contoh: Suatu penguat transistor untuk jangkauan audio 20Hz – 20KHz. Bila kapasitor penggandeng masukan melihat resistansi total sebesar 10 K Ohm, maka pada frekuensi terendah yaitu 20 Hz, XC harus lebih kecil daripada atau sama dengan 1 K Ohm , maka

7 Sehingga harga C dapat dicara sebagai berikut :
Harga ini adalah harga kapasitansi minimum yang dibutuhkan untuk gandengan kaku.

8 Kapasitor Bypass Kapasitor bypass (pintas) sama dengan kapasitor penggandeng, kecuali bahwa kapasitor ini menggandengkan titik yang tidak ditanahkan ke titik yang ditanahkan, seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini:

9 Kapasitor Bypass VTh dan RTh dapat berupa satu sumber dan tahanan atau berupa rangkaian thevenin. Persamaan (1) dan (2) masih dapat digunakan karena memiliki rangkaian RC satu simpal. Titik A dihubungkan ke tanah sepanjang menyangkut sinyal ac ke tanah. Kapasitor pintas tidak akan mengganggu tegangan dc pada titik A karena hal ini seperti rangkaian terbuka terhadap sinyal dc.

10 3. Aturan Superposisi Pada penguat transistor, sumber dc menetapkan arus dan tegangan tenang. Lalu sumber ac mengakibatkan ayunan pada arus dan tegangan. Cara yang sederhana untuk menganalisis rangkaian ini adalah dengan membagi dua analisis yaitu analisis dc dan analisis ac. Rangkaian-rangkaian ekivalen AC dan DC Rangkaian ekivalen DC, aturannya dengan menghubung singkat sumber tegangan AC dan membuka sumber arus AC. Buka semua kapasitor. Lalu arus dan tegangan DC dapat dihitung.

11 Aturan Superposisi Rangkaian ekivalen AC dan DC
Rangkaian ekivalen AC, aturannya adalah menghubung singkat sumber tegangan DC dan membuka sumber arus DC. Hubung singkatkan semua kapasitor (penggandeng dan pintas). Lalu arus dan tegangan AC dapat dihitung. Arus keseluruhan di setiap cabang adalah jumlah arus AC dan arus DC pada cabang tersebut. Tegangan keseluruhan melintas setiap cabang adalah jumlah tegangan DC dan tegangan AC melintas cabang tersebut.

12 Aturan Superposisi Contoh, gambarkan rangkaian ekivalen DC dan AC dari gambar rangkaian penguat di bawah ini.

13 Aturan Superposisi Jawab:
Rangkaian ekivalen DC : hubungsingkat sumber tegangan AC dan buka semua kapasitor, sehingga dihasilkan rangkaian ekivalen DC seperti gambar dibawah ini:

14 Aturan Superposisi Rangkaian ekivalen AC : hubung singkat sumber tegangan DC, hubung singkat semua kapasitor, sehingga dihasilkan rangkaian ekivalen AC seperti gambar dibawah ini.

15 Aturan Superposisi Notasi :
Untuk membedakan antara AC dan DC, maka dalam penulisan digunakan notasi yang berbeda. Huruf besar untuk simbol DC Huruf kecil untuk simbol AC

16 4. Resistansi AC Dioda Emitor
Gambar dibawah ini menunjukkan rangkaian ekivalen transistor menurut model Ebers-Moll

17 Resistansi AC Dioda Emitor (Cont..)
Gambar dibawah ini menunjukkan grafik lengkung dioda yang menghubungkan antara IE dan VBE. Bila tidak ada sinyal AC, transistor bekerja pada titik Q (ditengah).Bila ada sinyal AC, maka arus dan tegangan emitor berubah. Bila sinyalnya kecil, titik operasi berayun sinusoidal dari Q ke arus puncak positif A, lalu ke arus puncak negatif B, dan kembali ke Q, demikian seterusnya berulang-ulang. Disini terlihat bahwa perubahan arus dan tegangan linear, shg sepanjang menyangkut sinyal AC, dioda tampak seperti resistansi yang berikan oleh

18 Resistansi AC Dioda Emitor (cont..)
………………….(3) Dimana : Re = resistansi emitor AC Delta VBE = perubahan pada tegangan basis emitor Delta IE = perubahan pada arus emitor Karena perubahan VBE dan IE ekivalen dengan tegangan dan arus AC, maka persamaan (3) sering ditulis sebagai berikut: ……………..(4)

19 Karena re’ adalah perbandingan perubahan Vbe terhadap perubahan IE, maka nilainya tergantung letak titik Q. Makin tinggi letak titik Q pd lengkungan, makin kecil nilai re’. Dengan menggunakan kalkulus, maka harga re’ dapat juga diperoleh dengan rumus: ; dengan IE = arus emitor DC

20 Resistansi Ac Dioda Emitor (Cont..)
Harga untuk sinyal masukan yang kecil. Jika sinyal masukan berbentuk sinusoidal kecil maka akan dihasilkan sinyal keluaran bernetuk sinusoidal juga. Tapi jika sinyal masukannya besar, sinyal keluarannya akan terjadi distorsi. Jika sinyal masukan terlalu besar, sinyal keluaran akan memanjang pada setengah siklus positif dan memendek pada setengah siklus negatif. Sinyal masih dianggap kecil bila ayunan dari puncak ke puncak pada keluaran (arus emitor) kurang dari 10 persen arus emitor tenang (IE dc). Misal, jika IE=10 mA, maka ayunan puncak ke puncak berharga kurang dari 1 mA masih dianggap sinyal kecil.

21 5. Beta AC Seperti yang telah dibahas pada baba terdahulu bahwa beta adalah besaran yang menunjukkan penguatan pada transistor (perbandingan IC dengan IB). Beta AC adalah besaran sinyal kecil yang tergantung dari ketak titik Q. ……………..(5) Karena arus bolak balik sama dengan perubahan arus total , maka ……………..(6)

22 Beta DC (Cont…) Secara grafis, Beta adalah kemiringan lengkungan pada titik Q, itulah sebabnya beta AC memiliki harga yang berbeda pada letak Q yang berbeda pula. Pada lembaran data, beta AC dicantumkan sebagai hfe, sedangkan untuk beta DC dicantumkan sebagai HFE.