PENGUAT TRANSISTOR DENGAN PARAMETER H

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya. Pada masa kini transistor ada dalam setiap peralatan elektronika. Jika memahami dasar kerja transistor maka akan lebih mudah mempelajari cara kerja bebagai peralatan elektronika. Transistor merupakan suatu komponen aktif yang dibuat dari bahan semikonduktor yang berfungsi sebagai penguat arus maupun tegangan, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Untuk bekerja sebagai penguat, transistor harus berada di daerah kerja aktif. Hasil bagi antara sinyal output dengan sinyal input inilah yang disebut faktor penguatan, yang sering diberi notasi A atau C.Ada 3 macam konfigurasi dari rangkaian penguat transistor yaitu : Common-Base (CB), Common-Emitter (CE) dan Common-Collector (CC). Konfigurasi yang paling banyak dipakai sebagai penguat adalah Common-Emitter, karena mempunyai penguat arus (AI) dan penguatan tegangan (AV) yang tinggi.Untuk menentukan penguatan teoritis-nya, terlebih dahulu akan kita hitung resistansi input dan outputnya. Penguat Common Emiter sering dirancang dengan sebuah resistor emitter (RE). Resistor tersebut menghasilkan bentuk dari umpan balik negatif yang dapat digunakan untuk menstabilkan titik operasi DC dan penguatan AC. Penguat Common Collector juga disebut dengan pengikut emitter karena tegangan sinyal keluaran pada emitter hamper sama dengan tegangan sinyal masukan pada basis. Penguatan tegangan penguat ini selalu lebih kecil dari 1, tetapi mempunyai penguatan arus yang tinggi dan biasanya digunakan untuk mencocokkan sumber dengan impedansi tinggi ke beban yang impedansinya rendah. Penguat impedansi masukan besar dan impedansi keluaran kecil. Tujuan Untuk menentukan titik kerja DC teori dan praktek. Untuk membandingkan penguat tegangan teori dan praktek. Untuk mengetahui aplikasi dari rangkaian parameter-H. Untuk mengetahui jenis rangkaian penguat yang dirangkai dalam percobaan. BAB II DASAR TEORI Kalau resistor emitor yang kita kenal untuk mengatur titik kerja tidak dihubung singkat untuk sinyal AC dengan memakai kondensator, maka feedback negatif dari resistor emitor itu juga berlaku untuk isyarat AC. Feedback negatif berarti output dari rangkaian dibalikkan ke input sehingga input diperkecil. Feedback yang terjadi dalam rangkaian dibalikkan ke input sehingga input diperkecil. Feedback yang terjadi dalam rangkaian ini bisa diuraikan sbb: Ketika voltase input Vin naik, berarti voltase basis-emitor naik, arus kolektor IC naik dan dengan arus kolektor yang naik arus emitor IE juga naik. Karena IE naik, maka voltase pada resistor emitor VRE juga naik. Karena VRE naik, maka voltase basis-emitor VRE turun. Karena VBE turun, maka arus kolektor kembali turun. Jadi seluruhnya terdapat suatu hubungan lingkaran sebab-akibat yang mengurangi gesekan asli. Penguatan yang didapatkan dari rangkaian ini bisa dihitung sbb.: Dari skema rangakaian gamabr 2.1, dengan memakai hukum Kirchoff mengenai voltase, dapat dilihat voltase input, vin, adalah jumlah dari voltase pada resistor emitor, vRE, dan voltase basis-emitor, vBE: vin = vBE + vRE...............................................................................................................................(2.1) Gambar 2.1 Resistor emitor menghasilkan feedback negatif Ketika vin naik, baik vRE dan vBE akan naik. Mengenai perbandingan voltase pada komponen-komponen sambungan basisi emitor, bisa digantikan dengan resistivitas diferensial antara basis dan emitor.”Mengatur Titik Kerja dengan Memakai Umpan Balik dari Resistro Emitor”. Perbandingan anatar voltase-voltase dalam rangkaian seri sama dengan perbandingan antara resistivitas-resistivitas, maka hubungan antara vin dan vRE terdapat: v_in/v_RE = (r_E+ R_E)/R_E ≈ 1.............................................................................................................................(2.2) Dimana rE adalah resistivitas emitor10 dalam transistor. “Mengatur Titik Kerja dengan Memakai Umpan Balik dari Resistor Emitor” .Kalau resistivitas resistor emitor RE jauh lebih besar dibanding resistivitas emitor dalam transistor rE, maka rE dalam (2.2) bisa diabaikan dan perubahan voltase input hampir sama dengan perubahan voltase pada resistor emitor: vin ≈ vRE ( v = ΔV).......................................................................................................................(2.3) Dengan (2.3) ini, arus emitor yang besarnya hampir sama dengan arus kolektor akan terdapat dari perubahan voltase input: iE = V_RE/R_E = v_in/R_E ↔ vin = RE .iE = RE.iC..............................................................................................(2.4) Voltase output akan terdapat dari arus kolektor seperti yang biasanya terdapat pada rangkaian seperti ini: vout = −vRC =−RC.iC.......................................................................................................................(2.5) Maka penguatan didapatkan sebesar: A = v_out/v_in = (-R_C .i_C)/(R_E.i_C )=-R_C/R_E ...............................................................................................................(2.6) Pada persamaan (2.6) terlihat bahwa sifat transistor sama sekali tidak mempengaruhi penguatan dari rangkaian ini, tetapi yang menentukan penguatan rangkaian ini hanya perbandingan resistivitas dari dua resistor. Sebab itu linearitas dari penguatan rangkaian ini tidak lagi terganggu oleh ketidaklinearan dari sifat-sifat transistor. Tetapi penguatan yang bisa dicapai jauh lebih kecil daripada penguatan tanpa resistor emitor. Dalam rangkaian praktis perlu dicarikan suatu kompromi sesuai dengan tujuan rangkaian. Kalau kita menghitung situasi ini dengan lebih rinci, akan terdapat suatu rumus untuk penguatan, yang mana baik resistivitas kolektor maupun reisitivitas emitor dan transconductance rangkaian mempengaruhi hasil, dimana trannsconductance tidak linear. (transconductance berubah dengan arus kolektor.) Dalam perhitungan yang lebih teliti, baik perubahan voltase pada resistor emitor, vRE, maupun perubahan voltase basis-emitor, vBE, harus dihitung sesuai dengan (2.1). Perubahan voltase pada resistor emitor sesuai dengan hukum Ohm (arus kolektor dihitung sama dengan arus emitor): vRE = RE .iC...................................................................................................................................(2.7) Hubungan antara arus kolektor dan voltase basis-emitor terdapat dari persaman transistor: iC = gf .vBE....................................................................................................................................(2.8) Dengan mensubstitusikan (2.7) dan (2.8) dalam (2.1) terdapat hubungan antara perubahan arus kolektor iC dan perubahan voltase input vin: vin = RE .iC + 1/g_f . iC........................................................................................................................(2.9) Perubahan voltase output terdapat dari perubahan voltase pada resistor emitor oleh perubahan arus kolektor, dan dari (2.9): vout = −vRC = −RC .iC...................................................................................................................(2.10) Maka terdapat penguatan dari rangkaian ini: |A| = (|v_out |)/(|v_in |) = R_C/(RE+1/g_f )......................................................................................................................(2.11) Untuk resistivitas resistor emitor RE = 0 terdapat hasil sepertiyang telah dihitung tanpa resistor emitor. Untuk pendekatan resistivitas dari resistor emitor RE yang jauh lebih besar daripada 1/g_f (= rE) terdapat rumus pendekatan (2.6). Hasil (2.11) bisa juga diperoleh dari (2.2) kalau tidak memakai pendekatan rE<