Bipolar (BJT)

1. Pendahuluan

Ada 3 macam konfigurasi rangkaian dasar transistor, yaitu:

1.1 Common Emitter yaitu memakai bersama kaki emitter untuk input dan output seperti gambar 155.

1.2. Common Collector (Emitter Follower) yaitu memakai kaki collector untuk input dan output seperti gambar 156.

1.3. Common base yaitu memakai bersama kaki base untuk input dan output seperti gambar 157.

Ketiga konfigurasi tersebut dapat dioperasikan pada semua frekuensi tetapi dalam prakteknya akan mengalami perubahan respon output sehingga dalam penjelasan berikut dibahas pengaruh frekuensi pada rangkaian transistor yang dikelompokkan dalam tiga kelompok yaitu:

1.   Pada frekuensi rendah, menghasilkan reaktansi kapasitor menjadi cukup besar sehingga ada tegangan yang cukup berarti pada C.

2.   Pada frekuensi menengah, menghasilkan reaktansi kapasitor menjadi cukup kecil atau dianggap short circuit.

3.   Pada frekuensi tinggi, sama seperti pada frekuensi menengah yang menghasilkan reaktansi kapasitor menjadi kecil atau dianggap short circuit.

2. Penguat satu tingkat pada frekuensi menengah (mid-freq.)

2.1 Common Emitter (CE) Amp.

Adapun rangkaian CE Amp. adalah seperti pada gambar 159.

Adapun rangkaian ekivalen hybrid л  untuk CE Amplifier adalah seperti pada gambar 160.

Dari rangkaian ekivalen diatas dapat diturunkan rumus-rumus sebagai berikut.

2.2 Common Collector(CC) Amp.

Adapun rangkaian CC Amp. adalah seperti pada gambar 161.

Adapun rangkaian ekivalen hybrid л  untuk CC Amplifier adalah seperti pada gambar 162.

sehingga

Untuk mencari Impedansi output Zo maka rangkaian ekivalen hybrid л menjadi seperti gambar 163.

2.3 Common Base (CB) Amp.

Adapun rangkaian CB Amp. adalah seperti pada gambar 164. Adapun rangkaian dan rangkaian ekivalen hybrid л  untuk CB Amplifier adalah seperti pada gambar 165.

Untuk ketiga konfigurasi ini akan menghasilkan nilai Impendansi input (Zi) dan Impendansi output (Zo) sebagai berikut:

    1.   CE Amp.    à      Z_i  > (besar), Z₀  > (besar)

    2.   CB Amp.    à      Z_i  < (kecil) , Z₀   >(besar) 

    3.   CC Amp.    à      Z_i  >(besar), Z₀  <(kecil)

   

 3. Penguat satu tingkat pada frekuensi rendah

Adapun respon amplifier pada frekuensi rendah adalah seperti gambar 168.

Dari penguatan H(s) = A_VS(s)₌Vo(s)/Vs(s)

Dimana,

               s = jw  àH_dB = 20 log|H(s)|_s=jw

               dB = 10 log (P₂/P₁) à P = Power

               P₁ = V₁²/R₁

               P₂ = V₂²/R₂

Maka

                   dB = 10 log (V₂²/R₂/ V₁²/R₁)  à R₁ = R₂

H(s) = A_VS(s), A_Vi(s)_, A_I(s)_, A_P(s)

·        |H(s)| = 1  à20 log 1 = 0 dB

·        |H(s)| = 2  à20 log 2 = 6 dB

·        |H(s)| = 10 à20 log 10 = 20 dB

·        |H(s)| = 10ⁿ à20 log 10ⁿ = 20 * n dB

3.1 Common Emitter Amplifier

Adapun rangkaian dan rangkaian ekivalen hybrid л pada frekuensi rendah untuk CE Amp. adalah seperti gambar 170.

dalam pembahansan ini dibuat 3 analisis seperti penjelasan berikut.

11.   C₁ bekerja dan C₂ & C_E adalah short circuit, maka rangkaian ekivalen menjadi seperti gambar 171.

     

 2.   C₂ bekerja dan C₁ & C_E adalah short circuit, maka rangkaian ekivalen menjadi seperti gambar 172.

   

    3.   C_E bekerja dan C₁ & C₂ adalah short circuit, maka rangkaian ekivalen menjadi seperti gambar 173 dan 174.

3.2 Common Collector Amplifier

Adapun rangkaian dan rangkaian ekivalen hybrid л CC Amp. adalah seperti gambar 178.

Cara yang sama seperti uraian CE Amp. dilakukan di CC Amp. untuk mencari w_c1 dan w_c2.

1.   C₁ bekerja dan C₂ adalah short circuit, maka rangkaian ekivalen menjadi seperti gambar 179.

3.3 Common Base Amplifier

Adapun rangkaian dan rangkaian ekivalen hybrid л CB Amp. adalah seperti gambar 181.

Cara yang sama seperti uraian CE Amp. dilakukan di CB Amp. untuk mencari w_c1, w_c2 dan w_c .

1.   C₁ bekerja dan C₂ & C adalah short circuit, maka rangkaian ekivalen menjadi seperti gambar 182.

2.   C₂ bekerja dan C₁ & C adalah short circuit, maka rangkaian ekivalen menjadi seperti gambar 183.

           3.   C bekerja dan C₁ & C₂ adalah short circuit, maka rangkaian ekivalen menjadi seperti gambar 184.

4. Penguat satu tingkat pada frekuensi tinggi

Pada frekuensi menengah reaktansi dari kapasitor-kapasitor blocking, coupling dan bypass diabaikan terhadap tahanan luar.Pada frekuensi tinggi akan menghasilkan kapasitor junction yaitu C_л  dan C_µ serta resistansi r_x untuk transistor bipolar seperti terlihat pada gambar 185. 

4.1 Common Emitter Amplifier

Adapun rangkaian dan rangkaian ekivalen hybrid л CE Amp. adalah seperti gambar 186.

Untuk mencari Vo maka rangkaian ekivalen disederhanakan lebih dahulu dengan metoda thevenin, seperti gambar 187.

4.2 Common Base Amplifier

Adapun rangkaian dan rangkaian ekivalen hybrid л CB Amp. adalah seperti gambar 190.

Untuk mencari impedansi input Zi, gunakan rangkaian ekivalen hybrid л pada gambar 191.

4.3 Common Collector Amplifier

Adapun rangkaian dan rangkaian ekivalen hybrid л CC Amp. adalah seperti gambar 192.

DAFTAR PUSTAKA

1.    Boylestad, R. and Nashelsky, L., 1999, “Electronic Devices and Circuit Theory”, Prentice Hall, New Jersey.

2.    Hayt, W. H. and Neudeck, G. W., “Electronic Circuit Analysis and Design”, Houghton Mifflin Company, Boston.

3.    Coughlin, R. F. and Driscoll F. F., 1985, “Operational Amplifiers and Linear Integrated Circuits”, Prentice Hall, New Jersey.

4.    Paynter, R. T.,1997, ”Introductory Electronic Devices and Circuits”, Prentice Hall, New Jersey.

5.     Malvino, 1985, “ Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor: Pangantar Transistor dan Rangkaian Terpadu”, Penerbit Erlangga.

6.    Mike Tooley, 2002, “ Rangkain Elektronika: Prinsip dan Aplikasi”, Penerbit Erlangga

7.    Darwison, 2008, “Diktat Elektronika Analog”, Teknik Elektro – Unand, Padang.

8.    Darwison, 2010, “Diktat Dasar Elektronika”, Teknik Elektro – Unand, Padang.

9.    Darwison, 2010, “Panduan Praktikum Dasar Elektronika Digital”, Teknik Elektro – Unand, Padang.