4.4 SIRKUIT BIAS STABILISASI EMITTER

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

1. Tujuan [kembali]

untuk memahami materi sirkuit bias stabilitasi emitter
untuk menyelesaikan permasalahan terkait materi sirkuit bias stabilitasi emitter

2. Alat dan Bahan [kembali]

Baterai, berfungsi sebagai sumber arus listrik.
Dioda Silikon, berfungsi sebagai penyearah arus bolak-balik atau biasa disebut dengan arus AC.
LED Green, berfungsi sebagai indikator atau sinyal indikator/lampu indikator.
Resistor, berfungsi sebagai pembagi, pembatas, dan pengatur arus dalam suatu rangkaian.
Resistor 1k Ohm
Resistor berfungsi untuk menghambat arus dalam rangkaian listrik. Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n), ini merupakan nilai toleransi dari resistor.

Ground, berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi.

3. Dasar Teori [kembali]

Jaringan bias dc pada Gambar 4.17 berisi resistor emitor untuk meningkatkan tingkat stabilitas dibandingkan konfigurasi bias tetap. Stabilitas yang ditingkatkan akan ditunjukkan melalui contoh numerik nanti di bagian ini. Analisis akan dilakukan dengan terlebih dahulu memeriksa loop basis-emitor dan kemudian menggunakan hasilnya untuk menyelidiki loop kolektor-emitor.

Basis – Lingkaran Emitor

Loop basis-emitor dari jaringan dapat digambar seperti yang ditunjukkan pada Gambar dibawah.

Menulis hukum tegangan Kirchoff di sekitar loop yang ditunjukkan searah jarum jam akan menghasilkan persamaan berikut:

Perhatikan bahwa satu-satunya perbedaan antara persamaan ini untuk I_Bdan yang diperoleh untuk konfigurasi bias tetap adalah istilah (B+1)R_E.

untuk jaringan gambar diatas. Menemukan nilai I_B akan menghasilkan hal yang sama persamaan yang diperoleh di atas. Perhatikan bahwa selain tegangan basis-ke-emitor V_BE, resistor R_Edipantulkan kembali ke rangkaian basis input oleh faktor (B+1)R_E. Di lain kata-kata, resistor emitor, yang merupakan bagian dari loop kolektor-emitor, "muncul sebagai" (B+1)R_E. R_E dalam loop basis-emitor. Karena biasanya 50 atau lebih, resistor emitor tampaknya jauh lebih besar di rangkaian dasar. Secara umum, oleh karena itu, untuk konfigurasi Gambar dibawah,

Persamaan diatas adalah salah satu yang akan terbukti berguna dalam analisis selanjutnya. Faktanya, itu memberikan cara yang cukup mudah untuk mengingat Persamaan sebelumnya. Menggunakan hukum Ohm, kita tahu itu arus yang melalui sistem adalah tegangan dibagi dengan resistansi rangkaian. Untuk rangkaian basis-emitor, tegangan bersih adalah VCC - VBE. Level resistansinya adalah RB ditambah RE tercermin oleh (B+1)R_E.

Collector – Emitter Loop

Loop kolektor-emitor digambar seperti gambar dibawah.

Menulis hukum tegangan Kirchhoff karena loop yang ditunjukkan searah jarum jam akan menghasilkan

Tegangan subskrip tunggal VE adalah tegangan dari emitor ke ground dan ditentukan oleh :

sedangkan tegangan dari kolektor ke ground dapat ditentukan dari

atau

Tegangan di pangkalan sehubungan dengan tanah dapat ditentukan dari

atau

Tingkat Saturasi

Tingkat kejenuhan kolektor atau arus kolektor maksimum untuk desain bias emitor dapat ditentukan dengan menggunakan pendekatan yang sama yang diterapkan pada konfigurasi bias tetap: Terapkan hubungan singkat antara terminal kolektor-emitor seperti yang ditunjukkan pada Gambar disamping dan hitung arus kolektor yang dihasilkan

Penambahan resistor emitor mengurangi tingkat saturasi kolektor dibawahnya diperoleh dengan konfigurasi bias tetap menggunakan resistor kolektor yang sama.

Analisis Garis Beban

Analisis garis beban dari jaringan bias emitor hanya sedikit berbeda dari itu ditemui untuk konfigurasi bias tetap. Tingkat I_Bsebagaimana ditentukan oleh Persamaan sebelumnya (Basis – Lingkaran Emitor) mendefinisikan tingkat I_Bberdasarkan karakteristik Gambar dibawah (dilambangkan dengan I_BQ).

Persamaan loop kolektor-emitor yang mendefinisikan garis beban adalah sebagai berikut:

mengganti IC = 0 mA

akan memberikan seperti yang diperoleh untuk konfigurasi bias tetap. Dengan mengubah V_CE = 0 V

akan memberikan seperti yang ditunjukkan pada Gambar diatas. Tingkat IBQ yang berbeda, tentu saja, akan menaikkan poin-Q atau menuruni garis beban.

EXAMPLE

1. untuk jaringan bias emitor pada Gambar, tentukan:

a). I_Bb). I_Cc). V_CEd). V_Ce). V_Ef). V_Bg). V_BC

Solusi :

2. Tentukan arus saturasi untuk jaringan dari Contoh 1

solusi :

PROBLEM

1. Menentukan tegangan Vo untuk jaringan dari Gambar

Solusi :

Awalnya, akan terlihat bahwa tegangan yang diberikan akan membuat kedua dioda "on". Namun, jika keduanya "on", penurunan 0,7 V melintasi dioda silikon tidak akan cocok dengan 0,3 V yang melintasi dioda germanium seperti yang disyaratkan oleh fakta bahwa tegangan pada elemen paralel harus sama. Tindakan yang dihasilkan dapat dijelaskan hanya dengan menyadari bahwa ketika pasokan dihidupkan, hal itu akan meningkat dari 0 menjadi 12 V selama periode waktu tertentu — meskipun mungkin dapat diukur dalam milidetik. Pada saat kenaikan 0,3 V dipasang di seluruh dioda germanium, ia akan "hidup" dan mempertahankan tingkat 0,3 V. Dioda silikon tidak akan pernah memiliki kesempatan untuk menangkap 0,7 V yang diperlukan dan oleh karena itu rangkaian tetap dalam keadaan terbuka. Hasilnya :

Vo = 12v - 0,3v = 11,7v

2. Tentukan arus I untuk jaringan pada gambar