Pembelajaran Kuliah: 8.2 COMMON-EMITTER FIXED-BIAS CONFIGURATION

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

8.2 COMMON-EMITTER FIXED-BIAS CONFIGURATION

a. Rangkaian common-emitter fixed bias

Rangkaian fixed bias adalah rangkaian yang sederhana dalam rangkaian common-emitter, yang mana Pada analisis AC, semua kapasitor kopling, Vcc, dan sumber DC lainnya dianggap sebagai suatu hubung singkat (short-circuit), sehingga rangkaian pada Gambar 1 menjadi seperti gambar berikut ini:

Dari gambar di atas dapat ditentukan besarnya impedansi masukan (Zi) dan impedansi keluaran (Zo), Dengan terlebih dahulu menerapkan analisis DC di mana semua kapasitor dianggap sebagai suatu hubung terbuka, dapat ditentukan arus basis IB, arus emitor IE dan arus kolektor IC sebagai berikut:

Setelah arus basis IB, arus emitor IE dan arus kolektor IC ditentukan, maka selanjutnya dapat digambarkan rangkaian pengganti untuk transistor dalam mode arus AC sebagai berikut:

Model di atas menggambarkan hubungan basis dengan emitor sebagai sebuah hambatan rπ, dan hubungan antara kolektor dengan emitor digambarkan sebagai sebuah sumber arus terkendali tegangan (voltage controlled current source, VCCS) yang besarnya diatur oleh perkalian nilai transkonduktansi (gm) dengan nilai tegangan dari hambatan basis-emitor (vπ). Pada kolektor juga terdapat suatu faktor hambatan ro yang mempengaruhi besarnya impedansi output, yang besarnya bervariasi tergantung kepada jenis transistor.

Besarnya transkonduktansi (gm) dapat dihitung sebagai berikut:

Nilai k adalah konstanta bahan transistor, T adalah suhu ruangan (dalam satuan kelvin, K) dan q adalah massa satu elektron (1,62.1023 C). Pada keadaan ideal (suhu ruangan), nilai kT/q adalah 25 mV.

Nilai dari hambatan basis-emitor, rπ, dapat dihitung sebagai berikut:

Setelah ditentukan faktor transkonduktansi dan besarnya hambatan dalam basis-emitor, maka dengan mengacu pada gambar 3 dapat ditentukan besarnya impedansi masukan (Zi) dan impedansi keluaran (Zo) sebagai berikut:

Untuk ro sangat besar maka Zo dapat disederhanakan menjadi:

Faktor penguatan tegangan (AV) adalah besarnya penguatan tegangan dari terminal keluaran (Vo) terhadap tegangan dari terminal masukan (Vi) yang dirumuskan sebagai berikut:

Hubungan antara Vi dan Vo dengan gm dirumuskan sebagai berikut:

dan

Substitusikan Vo pada persamaan Av, maka diperoleh hubungan antara Av dengan gm sebagai berikut:

Jika nilai ro sangat besar , maka persamaan penguatan tegangan di atas dapat disederhanakan menjadi:

Nilai dari faktor penguatan arus (Ai) diperoleh dari besarnya Av, yang dirumuskan sebagai berikut:

Jika nilai ro sangat besar , maka persamaan penguatan arus di atas dapat disederhanakan menjadi:

Prinsip Kerja

Pada rangkaian tersebut yang disebut dengan common emitter fixed bias configuration berarti terdapat hambatan pada kaki emitter transistor tersebut.Pada rangkaian ini terdiri dari 2 sumber daya yaitu Vsine. fungsi dari rangkaian ini adalah untuk memperbesar sinyal(gelombang) pada kaki emitter. Pada kaki emitter diletakkan hambatan agar sinyal pada kaki collector akan lebih besar.

Datasheet