4.4 EMITTER-STABILIZED BIAS CIRCUIT

Tujuan

Mengetahui dan memahami Emitter-Stabilized Bias Circuit
Mampu menjelaskan prinsip kerja Emitter Stabilized Bias Circuit
Mampu mengaplikasikan Emitter Stavilized Bias Circuit pada rangkaian

Komponen

1. Transistor NPN

Prinsip kerja dari transistor NPN adalah: arus akan mengalir dari kolektor ke emitor jika basisnya dihubungkan ke ground (negatif). Arus yang mengalir dari basis harus lebih kecil daripada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor, oleh sebab itu maka ada baiknya jika pada pin basis dipasang sebuah resistor.





Sumber


2. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm




Sumber


3. Baterai

Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik. Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif.





Sumber

4. Amperemeter

Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik yang ada dalam rangkaian tertutup. Amperemeter biasanya dipasang berderet dengan elemen listrik. Cara menggunakannya adalah dengan menyisipkan amperemeter secara langsung ke rangkaian.




Sumber

Dasar Teori

Rangkaian dc bias dapat dilihat pada fig.4,17 yang memiliki emitter resistor yang berfungsi untuk menaikkan tingkat kestabilan dibandingkan pada fixed-bias configuration.

Base-Emitter Loop

Base emitter loop pada rangkaian 4.17 dapat ditulis/dirangkai ulang menjadi fig.418. dengan menuliskan hukum kirchoff voltage law pada loop searah jarum jam maka akan dihasilkan persamaan.

Perbedaan antara persamaan diatas dengan fixed bias configuration hanyalah terletak pada (B+1)Re

Pada rangkaian fig.4.19. Mencari nilai arus Ib akan menghasilkan persamaan yang sama dengan diatas. Disamping dari tegangan emitter Vbe, resistor Re dipantulkan balik ke rangkaian input base oleh faktor (B+1). Selama B adalah 50 atau lebih, emitter resistor menjadi lebih besar pada base circuit. Sehingga persamaanya menjadi

Pada base emitter circuit tegangan adalah vcc-vbe. Dan resistansi adalah Rb + Rc sehingga dihasilkan persamaan yang sama dengan 4.17

Collector–Emitter Loop

Dengan menuliskan hukum kirchoff voltage voltage law dengan loop searah jarum jam didapatkan

Contoh

Improved Bias Stability ( Meningkatkan Stabilitas Bias )

Ketika emitor resistor ditambahkan ke dc bias dari BJT memberikan peningkatan stabilitas, yaitu ketika arus dan tegangan dc bias lebih dekat ke tempat mereka ditetapkan oleh sirkuit ketika kondisi luar, seperti suhu, dan transistor beta berubah.

 Contoh

Perbandingkan tegangan bias dan arus dari sirkuit Gambar. 4.7 dan Gambar 4.22 untuk nilai yang diberikan 50 dan untuk nilai baru 100. Bandingkan perubahan IC dan VCE untuk peningkatan yang sama di β.

Penyelesaian

Menggunakan hasil yang dihitung pada Contoh 4.1 dan kemudian mengulangi untuk nilai β = 100 menghasilkan sebagai berikut:

Arus kolektor BJT terlihat berubah sebesar 100% karena perubahan 100% pada nilai dari. IBis sama dan VCE menurun 76%. Menggunakan hasil yang dihitung dalam Contoh 4.4 dan kemudian mengulangi untuk nilai 100,  memiliki yang berikut:

Sekarang arus kolektor BJT meningkat sekitar 81% karena peningkatan 100% pada β. Perhatikan bahwa Ib menurun, membantu mempertahankan nilai Ic — atau setidaknya mengurangi perubahan keseluruhan dalam Ic karna perubahan pada β. Perubahan VCE telah turun menjadi sekitar 35%. Jaringan Gambar 4.22 karenanya lebih stabil daripada Gambar 4.7 untuk perubahan yang sama di β.

Saturation Level ( Tingkat Kejenuhan )

Tingkat saturasi kolektor atau arus kolektor maksimum untuk desain bias emitor dapat ditentukan dengan menggunakan pendekatan yang sama yang diterapkan pada konfigurasi bias tetap.

Terapkan hubungan pendek antara terminal kolektor-emitor seperti yang ditunjukkan pada Gambar.4.23 dan hitung arus kolektor yang dihasilkan. Untuk Gambar 4.23:

Penambahan emitor resistor mengurangi tingkat saturasi kolektor di bawahnya diperoleh dengan konfigurasi bias tetap menggunakan resistor kolektor yang sama

Tentukan arus jenuh untuk jaringan pada Contoh 4.4.

yaitu sekitar dua kali level ICQ untuk Contoh 4.4.

Load-Line Analysis (Analisi Garis Beban )

Analisis garis beban dari jaringan bias emitor hanya sedikit berbeda dari itu ditemui untuk konfigurasi bias tetap. Tingkat IBas ditentukan oleh Persamaan. (4.17) mendefinisikan level IBon pada karakteristik Gambar 4.24 (dilambangkan

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

Memilih IC = 0 mA memberi

seperti yang diperoleh untuk konfigurasi fixed-bias. Memilih VCE 0 V memberi

Tingkat IBQ yang berbeda, tentu saja menaikkan Q-point ke atas atau menuruni garis beban.

Prinsip Kerja

Pada rangkaian ini(Emitter Stabilized Bias Circuit) terdapat 2 sumber yaitu 10 v dan 12 v sebagai sumber tegangan. Pada bagian emitter terdapat hambatan sebesar 200k yang berfungsi untuk menghambat arus ke ground sehingga arus akan banyak mengalir ke collector (area output) sehingga pada bagian output terbaca arus yang besar. Yang merupakan arus dari base + collector. Hal ini menujukkan bahwa transistor NPN dapat digunakan untuk menguatkan arus dan sinyal.

Datasheet

Rangkaian