Penguat Common Emitter
Konfigurasi penguat yang paling umum untuk transistor NPN adalah rangkaian penguat Common Emitter (Common Emitter Circuit).
Dalam pengantar penguat sebelumnya, kami melihat bahwa sekelompok kurva yang umumnya dikenal sebagai Kurva Karakteristik Output, menghubungkan arus Kolektor transistor (Ic), dengan tegangan Collector - Emitter (Vce) untuk nilai yang berbeda dari arus Base transistor (Ib ).
Semua jenis penguat transistor beroperasi menggunakan input sinyal AC yang berganti-ganti antara nilai positif dan nilai negatif sehingga beberapa cara "mengatur" rangkaian penguat untuk beroperasi di antara dua nilai maksimum atau puncak ini diperlukan. Ini dicapai dengan menggunakan proses yang dikenal sebagai pembiasan (biasing). Pembiasan ini sangat penting dalam desain penguat karena ia menetapkan titik operasi yang benar dari penguat transistor yang siap menerima sinyal, sehingga mengurangi segala distorsi pada sinyal keluaran.
Kita juga melihat bahwa garis beban statis atau DC dapat ditarik ke kurva karakteristik keluaran ini untuk menunjukkan semua titik operasi yang mungkin dari transistor dari "ON" sepenuhnya ke "OFF", dan ke titik operasi diam atau titik-Q penguat dapat ditemukan.
Tujuan dari setiap penguat sinyal kecil adalah untuk memperkuat semua sinyal input dengan jumlah distorsi minimum yang mungkin terjadi pada sinyal output, dengan kata lain, sinyal output harus merupakan reproduksi yang tepat dari sinyal input tetapi hanya lebih besar amplitudonya (diperkuat).
Untuk mendapatkan distorsi rendah ketika digunakan sebagai amplifier, titik diam operasi perlu dipilih dengan benar. Ini sebenarnya adalah titik operasi DC dari penguat dan posisinya dapat ditetapkan pada titik mana pun di sepanjang garis beban oleh pengaturan pembiasan yang sesuai.
Posisi terbaik untuk titik-Q ini adalah sedekat mungkin dengan posisi tengah garis beban, sehingga menghasilkan operasi penguat tipe Kelas A, yaitu. Vce = 1 / 2Vcc. Pertimbangkan rangkaian Penguat Emitor Umum yang ditunjukkan di bawah ini.
Rangkaian Penguat Common Emitter :
Gambar 2: Bentuk rangkaian penguat transistor Common Emitter
Rangkaian penguat common emitter satu tingkat yang ditunjukkan di atas menggunakan apa yang biasa disebut "Voltage Divider Biasing" atau "pembiasan menggunakan pembagi tegangan". Jenis pengaturan pemberian bias ini menggunakan dua resistor sebagai jaringan pembagi tegangan di seluruh catu dengan titik pusatnya memasok tegangan bias Base yang diperlukan ke transistor. Pembagi tegangan sebagai pembiasan ini umumnya digunakan dalam desain rangkaian penguat transistor bipolar.
Gambar 3: Pembiasan menggunakan rangkaian pembagi tegangan
Metode pembiasan transistor ini sangat mengurangi efek dari berbagai Beta, (β) , dengan menahan bias Base pada tingkat tegangan tetap yang konstan memungkinkan stabilitas terbaik. Tegangan Base diam (Vb) ditentukan oleh jaringan pembagi potensial yang dibentuk oleh dua resistor, R1, R2 dan tegangan catu daya Vcc seperti yang ditunjukkan dengan arus yang mengalir melalui kedua resistor.
Maka resistansi total RT akan sama dengan R1 + R2 memberikan arus sebagai i = Vcc / RT. Level tegangan yang dihasilkan pada persimpangan resistor R1 dan R2 menahan tegangan Base (Vb) konstan pada nilai di bawah tegangan suplai.
Kemudian jaringan pembagi potensial yang digunakan dalam rangkaian penguat emitor bersama membagi tegangan suplai sesuai dengan resistansi. Tegangan referensi bias ini dapat dengan mudah dihitung menggunakan rumus pembagi tegangan sederhana di bawah ini:
Tegangan Bias Transistor
Tegangan suplai yang sama, (Vcc) juga menentukan arus Kolektor maksimum, Ic, ketika transistor diaktifkan sepenuhnya "ON" (saturasi), Vce = 0. Arus basis Ib untuk transistor ditemukan dari arus Kolektor, Ic dan Arus DC mendapatkan Beta, β, dari transistor.
Nilai Beta
Beta kadang-kadang disebut sebagai hFE yang merupakan penguatan arus forward transistor dalam konfigurasi common emitter. Beta tidak memiliki satuan karena ini merupakan rasio tetap dari dua arus, Ic dan Ib sehingga perubahan kecil pada arus Base akan menyebabkan perubahan besar pada arus Kolektor.
Satu poin terakhir tentang Beta. Transistor dengan tipe dan nomor bagian yang sama akan memiliki variasi besar dalam nilai Beta mereka. Misalnya, transistor Bipolar BC107 NPN memiliki penguatan arus DC , yakni nilai Beta, antara 110 dan 450 (nilai lembar data). Jadi satu BC107 mungkin memiliki nilai Beta 110, sementara yang lain mungkin memiliki nilai Beta 450, tetapi keduanya adalah transistor BC107 npn. Ini karena Beta adalah karakteristik dari konstruksi transistor dan bukan dari operasinya.
Karena sambungan Base / Emitter terbias-forward, tegangan Emitter, Ve akan menjadi satu drop tegangan persimpangan yang berbeda dengan tegangan Basis. Jika tegangan pada resistor Emitter diketahui maka arus Emitter dapat dengan mudah dihitung menggunakan Hukum Ohm. Arus Kolektor, Ic dapat diperkirakan, karena nilai ini hampir sama dengan arus Emitter.
Contoh Penguat Common Emitter No1
Rangkaian penguat common emitter memiliki tahanan beban, RL 1,2 kΩ dan tegangan suplai 12 V. Hitung arus Kolektor maksimum (Ic) yang mengalir melalui resistor beban ketika transistor diaktifkan sepenuhnya "ON" (saturasi), asumsikan Vce = 0. Juga temukan nilai resistor Emitter, RE jika tegangan pada resistor itu sebesar 1 Volt. Hitung nilai semua resistor rangkaian lainnya dengan asumsi transistor silikon NPN standar.
Ini kemudian menetapkan titik "A" pada sumbu vertikal arus Kolektor dari kurva karakteristik dan terjadi ketika Vce = 0. Ketika transistor diaktifkan sepenuhnya "OFF", tidak ada penurunan tegangan pada resistor RE atau RL karena tidak ada arus yang mengalir melalui mereka. Kemudian jatuh tegangan melintasi transistor, Vce sama dengan tegangan suplai, Vcc. Ini menetapkan titik "B" pada sumbu horizontal dari kurva karakteristik.
Secara umum, titik-Q diam dari penguat adalah dengan sinyal input nol diterapkan ke Base, sehingga Kolektor duduk sekitar setengah jalan sepanjang garis beban antara volt nol dan tegangan suplai, (Vcc / 2). Oleh karena itu, arus Kolektor pada titik-Q amplifier akan diberikan sebagai:
Garis beban DC statis ini menghasilkan persamaan garis lurus yang kemiringannya diberikan sebagai: -1 / (RL + RE) dan garis itu melintasi sumbu Ic vertikal pada titik yang sama dengan Vcc / (RL + RE). Posisi aktual titik-Q pada garis beban DC ditentukan oleh nilai rata-rata Ib.
Sebagai arus Kolektor, Ic dari transistor juga sama dengan gain DC dari transistor (Beta), dikalikan arus Basis (β * Ib), jika kita mengasumsikan nilai Beta (β) untuk transistor katakanlah 100, ( seratus adalah nilai rata-rata yang masuk akal untuk transistor sinyal daya rendah) arus basis Ib yang mengalir ke transistor akan diberikan sebagai:
Alih-alih menggunakan pasokan Bias Basis terpisah, biasanya untuk menyediakan Bias Tegangan dari rel catu utama (Vcc) melalui resistor menjatuhkan, R1. Resistor, R1 dan R2 sekarang dapat dipilih untuk memberikan arus Basis diam yang sesuai dari 45,8μA atau 46μA dibulatkan ke bilangan bulat terdekat. Arus yang mengalir melalui sirkuit pembagi potensial harus besar dibandingkan dengan arus basis aktual, Ib, sehingga jaringan pembagi tegangan tidak dimuat oleh aliran arus basis.
Aturan umum adalah nilai minimal 10 kali Ib mengalir melalui resistor R2. Basis Transistor / Tegangan emitor, Vbe diperbaiki pada 0,7V (transistor silikon) maka ini memberikan nilai R2 sebagai:
Jika arus yang mengalir melalui resistor R2 adalah 10 kali nilai arus Basis, maka arus yang mengalir melalui resistor R1 dalam jaringan pembagi harus 11 kali nilai arus Basis. Yaitu: IR2 + Ib.
Dengan demikian tegangan melintasi resistor R1 sama dengan Vcc - 1.7v (VRE + 0.7 untuk transistor silikon) yang sama dengan 10.3V, oleh karena itu R1 dapat dihitung sebagai:
Nilai resistor Emitter, RE dapat dengan mudah dihitung menggunakan Hukum Ohm. Arus yang mengalir melalui RE adalah kombinasi dari arus Basis, Ib dan arus Kolektor Ic dan diberikan sebagai:
Resistor, RE terhubung antara terminal Emitter dan ground transistor, dan kami katakan sebelumnya bahwa ada penurunan tegangan 1 volt di atasnya. Dengan demikian nilai resistor Emitter, RE dihitung sebagai:
Jadi, untuk contoh kami di atas, nilai-nilai resistor yang dipilih untuk memberikan toleransi 5% (E24) adalah:
Kemudian, rangkaian Common Emitter Amplifier asli kami di atas dapat ditulis ulang untuk memasukkan nilai-nilai komponen yang baru saja kami hitung di atas.
Rangkaian lengkap penguat transistor Common Emitter:
Kapasitor Kopling Penguat
Dalam rangkaian Common Emitter Amplifier, kapasitor C1 dan C2 digunakan sebagai Kapasitor Kopling untuk memisahkan sinyal AC dari tegangan biasing DC. Ini memastikan bahwa kondisi bias yang diatur agar sirkuit beroperasi dengan benar tidak terpengaruh oleh tahapan penguat tambahan, karena kapasitor hanya akan melewati sinyal AC dan memblokir komponen DC apa pun. Sinyal AC keluaran kemudian ditumpangkan pada biasing dari tahapan berikut. Juga kapasitor bypass, CE termasuk dalam sirkuit kaki Emitter.
Kapasitor ini secara efektif merupakan komponen rangkaian terbuka untuk kondisi biasing DC, yang berarti bahwa arus dan voltase biasing tidak terpengaruh oleh penambahan kapasitor yang menjaga stabilitas titik-Q yang baik.
Namun, kapasitor bypass terhubung paralel ini secara efektif menjadi hubungan singkat ke resistor Emitter pada sinyal frekuensi tinggi karena reaktansinya. Dengan demikian hanya RL plus resistansi internal yang sangat kecil yang berperan sebagai transistor yang menambah kenaikan tegangan secara maksimal. Secara umum, nilai kapasitor bypass, CE dipilih untuk memberikan reaktansi paling banyak, 1/10 nilai RE pada frekuensi sinyal operasi terendah.
Kurva Karakteristik Keluaran
Ok, sejauh ini bagus. Kita sekarang dapat membangun serangkaian kurva yang menunjukkan arus Kolektor, Ic terhadap tegangan Kolektor / Emitor, Vce dengan nilai arus Basis yang berbeda, Ib untuk rangkaian penguat emitor sederhana yang umum.
Kurva ini dikenal sebagai "Kurva Karakteristik Output" dan digunakan untuk menunjukkan bagaimana transistor akan beroperasi pada rentang dinamisnya. Garis beban statis atau DC ditarik ke kurva untuk resistor beban RL 1.2kΩ untuk menunjukkan semua kemungkinan titik operasi transistor.
Ketika transistor dimatikan "OFF", Vce sama dengan tegangan suplai Vcc dan ini adalah titik "B" di telepon. Demikian juga ketika transistor sepenuhnya "ON" dan jenuh arus Kolektor ditentukan oleh resistor beban, RL dan ini adalah titik "A" di telepon.
Kami menghitung sebelumnya dari gain DC dari transistor bahwa arus Basis yang diperlukan untuk posisi rata-rata transistor adalah 45,8μA dan ini ditandai sebagai titik Q pada garis beban yang mewakili titik diam atau titik Q dari amplifier. Kita dapat dengan mudah membuat hidup mudah bagi diri kita sendiri dan membulatkan nilai ini menjadi 50μA dengan tepat, tanpa mempengaruhi titik operasi.
Grafik Karakteristik Output
Titik Q pada garis beban memberi kita titik-T basis arus dari Ib = 45,8μA atau 46μA. Kita perlu menemukan ayunan puncak maksimum dan minimum dari arus Basis yang akan menghasilkan perubahan proporsional terhadap arus Kolektor, Ic tanpa distorsi pada sinyal keluaran.
Saat garis beban memotong nilai arus Base yang berbeda pada kurva karakteristik DC, kita dapat menemukan ayunan puncak arus Base yang sama-sama berjarak di sepanjang garis beban. Nilai-nilai ini ditandai sebagai titik "N" dan "M" pada saluran, yang memberikan arus Basis minimum dan maksimum masing-masing 20μA dan 80μA.
Titik-titik ini, "N" dan "M" dapat berada di mana saja di sepanjang garis beban yang kita pilih selama mereka sama-sama berjarak dari Q. Ini kemudian memberi kita sinyal input maksimum teoritis ke terminal Base dari 60μA puncak-ke-puncak , (30μA peak) tanpa menghasilkan distorsi pada sinyal output.
Setiap sinyal input yang memberikan arus basis lebih besar dari nilai ini akan mendorong transistor untuk melampaui titik "N" dan ke wilayah "cut-off" atau melampaui titik "M" dan ke wilayah Saturasi sehingga menghasilkan distorsi pada sinyal output dalam bentuk "kliping".
Dengan menggunakan titik "N" dan "M" sebagai contoh, nilai sesaat dari arus Kolektor dan nilai yang sesuai dari tegangan kolektor-emitor dapat diproyeksikan dari garis beban. Dapat dilihat bahwa tegangan kolektor-emitor berada dalam anti-fase (–180o) dengan arus kolektor.
Ketika arus basis Ib berubah dalam arah positif dari 50μA ke 80μA, tegangan kolektor-emitor, yang juga merupakan tegangan output menurun dari nilai steady state-nya dari 5,8 volt menjadi 2,0 volt.
Kemudian satu tahap Common Emitter Amplifier juga merupakan "Pembalik Penguat" karena peningkatan tegangan Basis menyebabkan penurunan Vout dan penurunan tegangan Basis menghasilkan peningkatan Vout. Dengan kata lain sinyal output adalah 180o out-of-phase dengan sinyal input.
Penguatan Tegangan Emitor Umum
Penguatan Tegangan penguat emitor umum sama dengan rasio perubahan tegangan input terhadap perubahan tegangan output amplifier. Kemudian ΔVL adalah Vout dan ΔVB adalah Vin. Namun penguatan tegangan juga sama dengan rasio resistansi sinyal di Kolektor dengan resistansi sinyal di Emitter dan diberikan sebagai:
Kami sebutkan sebelumnya bahwa ketika frekuensi sinyal meningkatkan kapasitor bypass, CE mulai menyingkat resistor Emitter karena reaktansinya. Kemudian pada frekuensi tinggi RE = 0, membuat gain menjadi tak terbatas.
Namun, transistor bipolar memiliki hambatan internal kecil yang dibangun ke dalam wilayah Emitter mereka yang disebut Re. Bahan semikonduktor transistor menawarkan resistansi internal terhadap aliran arus yang melaluinya dan umumnya diwakili oleh simbol resistor kecil yang ditunjukkan di dalam simbol transistor utama.
Lembar data transistor memberi tahu kami bahwa untuk transistor bipolar sinyal kecil resistansi internal ini adalah produk 25mV ÷ Ie (25mV menjadi drop volt internal melintasi lapisan persimpangan Emitter), maka untuk rangkaian amplifier Emitter kami yang biasa di atas nilai resistansi ini akan sama untuk:
Resistansi kaki Emitter internal ini akan seri dengan resistor Emitter eksternal, RE, maka persamaan untuk gain aktual transistor akan dimodifikasi untuk memasukkan resistansi internal ini sehingga akan menjadi:
Pada sinyal frekuensi rendah resistansi total di kaki Emitter sama dengan RE + Re. Pada frekuensi tinggi, kapasitor bypass memendekkan resistor Emitter hanya menyisakan resistansi internal Re di kaki Emitter yang menghasilkan gain tinggi. Kemudian untuk rangkaian penguat emitor umum kami di atas, penguatan sirkuit pada frekuensi sinyal rendah dan tinggi diberikan sebagai:
Penguatan pada Frekuensi Rendah:
Penguatan pada Frekuensi Tinggi:
Satu titik terakhir, penguatan tegangan hanya bergantung pada nilai-nilai resistor Kolektor, RL dan hambatan Emitor, (RE + Re) itu tidak terpengaruh oleh gain saat ini Beta, β (hFE) dari transistor.
Jadi, untuk contoh sederhana kami di atas, kami sekarang dapat meringkas semua nilai yang telah kami hitung untuk rangkaian penguat emitor bersama kami dan ini adalah:
Ringkasan Penguat Common Emitter
Kemudian untuk meringkas. Sirkuit Common Emitter Amplifier memiliki resistor di sirkuit Collector-nya. Arus yang mengalir melalui resistor ini menghasilkan output tegangan dari amplifier. Nilai dari resistor ini dipilih sehingga pada titik operasi diam amplifier, Q-point tegangan output ini terletak setengah jalan di sepanjang garis beban transistor.
Basis transistor yang digunakan dalam penguat emitor umum bias menggunakan dua resistor sebagai jaringan pembagi potensial. Jenis pengaturan biasing ini biasanya digunakan dalam desain sirkuit penguat transistor bipolar dan sangat mengurangi efek dari berbagai Beta, (β) dengan menahan bias Basis pada tegangan tetap konstan. Jenis bias ini menghasilkan stabilitas terbesar.
Sebuah resistor dapat dimasukkan dalam kaki emitor di mana dalam hal ini kenaikan tegangan menjadi -RL / RE. Jika tidak ada resistansi Emitter eksternal, kenaikan tegangan amplifier tidak terbatas karena ada resistansi internal yang sangat kecil, Re di kaki Emitter. Nilai resistansi internal ini sama dengan 25mV / IE
Dalam tutorial berikutnya tentang amplifier transistor kita akan melihat Penguat Efek Persimpangan yang biasa disebut Penguat JFET. Seperti halnya transistor, JFET digunakan dalam sirkuit penguat satu tahap sehingga lebih mudah dipahami. Ada beberapa jenis transistor efek medan yang bisa kita gunakan, tetapi yang paling mudah dipahami adalah transistor efek medan persimpangan, atau JFET yang memiliki impedansi masukan sangat tinggi sehingga ideal untuk rangkaian penguat.
Jadi, untuk contoh kami di atas, nilai-nilai resistor yang dipilih untuk memberikan toleransi 5% (E24) adalah:
Kemudian, rangkaian Common Emitter Amplifier asli kami di atas dapat ditulis ulang untuk memasukkan nilai-nilai komponen yang baru saja kami hitung di atas.
Rangkaian lengkap penguat transistor Common Emitter:
Gambar 4: Rangkaian lengkap penguat Common Emitter
Dalam rangkaian Common Emitter Amplifier, kapasitor C1 dan C2 digunakan sebagai Kapasitor Kopling untuk memisahkan sinyal AC dari tegangan biasing DC. Ini memastikan bahwa kondisi bias yang diatur agar sirkuit beroperasi dengan benar tidak terpengaruh oleh tahapan penguat tambahan, karena kapasitor hanya akan melewati sinyal AC dan memblokir komponen DC apa pun. Sinyal AC keluaran kemudian ditumpangkan pada biasing dari tahapan berikut. Juga kapasitor bypass, CE termasuk dalam sirkuit kaki Emitter.
Kapasitor ini secara efektif merupakan komponen rangkaian terbuka untuk kondisi biasing DC, yang berarti bahwa arus dan voltase biasing tidak terpengaruh oleh penambahan kapasitor yang menjaga stabilitas titik-Q yang baik.
Namun, kapasitor bypass terhubung paralel ini secara efektif menjadi hubungan singkat ke resistor Emitter pada sinyal frekuensi tinggi karena reaktansinya. Dengan demikian hanya RL plus resistansi internal yang sangat kecil yang berperan sebagai transistor yang menambah kenaikan tegangan secara maksimal. Secara umum, nilai kapasitor bypass, CE dipilih untuk memberikan reaktansi paling banyak, 1/10 nilai RE pada frekuensi sinyal operasi terendah.
Kurva Karakteristik Keluaran
Ok, sejauh ini bagus. Kita sekarang dapat membangun serangkaian kurva yang menunjukkan arus Kolektor, Ic terhadap tegangan Kolektor / Emitor, Vce dengan nilai arus Basis yang berbeda, Ib untuk rangkaian penguat emitor sederhana yang umum.
Kurva ini dikenal sebagai "Kurva Karakteristik Output" dan digunakan untuk menunjukkan bagaimana transistor akan beroperasi pada rentang dinamisnya. Garis beban statis atau DC ditarik ke kurva untuk resistor beban RL 1.2kΩ untuk menunjukkan semua kemungkinan titik operasi transistor.
Ketika transistor dimatikan "OFF", Vce sama dengan tegangan suplai Vcc dan ini adalah titik "B" di telepon. Demikian juga ketika transistor sepenuhnya "ON" dan jenuh arus Kolektor ditentukan oleh resistor beban, RL dan ini adalah titik "A" di telepon.
Kami menghitung sebelumnya dari gain DC dari transistor bahwa arus Basis yang diperlukan untuk posisi rata-rata transistor adalah 45,8μA dan ini ditandai sebagai titik Q pada garis beban yang mewakili titik diam atau titik Q dari amplifier. Kita dapat dengan mudah membuat hidup mudah bagi diri kita sendiri dan membulatkan nilai ini menjadi 50μA dengan tepat, tanpa mempengaruhi titik operasi.
Grafik Karakteristik Output
Gambar 5: Grafik karakteristik penguat Common Emitter
Saat garis beban memotong nilai arus Base yang berbeda pada kurva karakteristik DC, kita dapat menemukan ayunan puncak arus Base yang sama-sama berjarak di sepanjang garis beban. Nilai-nilai ini ditandai sebagai titik "N" dan "M" pada saluran, yang memberikan arus Basis minimum dan maksimum masing-masing 20μA dan 80μA.
Titik-titik ini, "N" dan "M" dapat berada di mana saja di sepanjang garis beban yang kita pilih selama mereka sama-sama berjarak dari Q. Ini kemudian memberi kita sinyal input maksimum teoritis ke terminal Base dari 60μA puncak-ke-puncak , (30μA peak) tanpa menghasilkan distorsi pada sinyal output.
Setiap sinyal input yang memberikan arus basis lebih besar dari nilai ini akan mendorong transistor untuk melampaui titik "N" dan ke wilayah "cut-off" atau melampaui titik "M" dan ke wilayah Saturasi sehingga menghasilkan distorsi pada sinyal output dalam bentuk "kliping".
Dengan menggunakan titik "N" dan "M" sebagai contoh, nilai sesaat dari arus Kolektor dan nilai yang sesuai dari tegangan kolektor-emitor dapat diproyeksikan dari garis beban. Dapat dilihat bahwa tegangan kolektor-emitor berada dalam anti-fase (–180o) dengan arus kolektor.
Ketika arus basis Ib berubah dalam arah positif dari 50μA ke 80μA, tegangan kolektor-emitor, yang juga merupakan tegangan output menurun dari nilai steady state-nya dari 5,8 volt menjadi 2,0 volt.
Kemudian satu tahap Common Emitter Amplifier juga merupakan "Pembalik Penguat" karena peningkatan tegangan Basis menyebabkan penurunan Vout dan penurunan tegangan Basis menghasilkan peningkatan Vout. Dengan kata lain sinyal output adalah 180o out-of-phase dengan sinyal input.
Penguatan Tegangan Emitor Umum
Penguatan Tegangan penguat emitor umum sama dengan rasio perubahan tegangan input terhadap perubahan tegangan output amplifier. Kemudian ΔVL adalah Vout dan ΔVB adalah Vin. Namun penguatan tegangan juga sama dengan rasio resistansi sinyal di Kolektor dengan resistansi sinyal di Emitter dan diberikan sebagai:
Kami sebutkan sebelumnya bahwa ketika frekuensi sinyal meningkatkan kapasitor bypass, CE mulai menyingkat resistor Emitter karena reaktansinya. Kemudian pada frekuensi tinggi RE = 0, membuat gain menjadi tak terbatas.
Lembar data transistor memberi tahu kami bahwa untuk transistor bipolar sinyal kecil resistansi internal ini adalah produk 25mV ÷ Ie (25mV menjadi drop volt internal melintasi lapisan persimpangan Emitter), maka untuk rangkaian amplifier Emitter kami yang biasa di atas nilai resistansi ini akan sama untuk:
Resistansi kaki Emitter internal ini akan seri dengan resistor Emitter eksternal, RE, maka persamaan untuk gain aktual transistor akan dimodifikasi untuk memasukkan resistansi internal ini sehingga akan menjadi:
Pada sinyal frekuensi rendah resistansi total di kaki Emitter sama dengan RE + Re. Pada frekuensi tinggi, kapasitor bypass memendekkan resistor Emitter hanya menyisakan resistansi internal Re di kaki Emitter yang menghasilkan gain tinggi. Kemudian untuk rangkaian penguat emitor umum kami di atas, penguatan sirkuit pada frekuensi sinyal rendah dan tinggi diberikan sebagai:
Penguatan pada Frekuensi Rendah:
Penguatan pada Frekuensi Tinggi:
Satu titik terakhir, penguatan tegangan hanya bergantung pada nilai-nilai resistor Kolektor, RL dan hambatan Emitor, (RE + Re) itu tidak terpengaruh oleh gain saat ini Beta, β (hFE) dari transistor.
Jadi, untuk contoh sederhana kami di atas, kami sekarang dapat meringkas semua nilai yang telah kami hitung untuk rangkaian penguat emitor bersama kami dan ini adalah:
Ringkasan Penguat Common Emitter
Kemudian untuk meringkas. Sirkuit Common Emitter Amplifier memiliki resistor di sirkuit Collector-nya. Arus yang mengalir melalui resistor ini menghasilkan output tegangan dari amplifier. Nilai dari resistor ini dipilih sehingga pada titik operasi diam amplifier, Q-point tegangan output ini terletak setengah jalan di sepanjang garis beban transistor.
Basis transistor yang digunakan dalam penguat emitor umum bias menggunakan dua resistor sebagai jaringan pembagi potensial. Jenis pengaturan biasing ini biasanya digunakan dalam desain sirkuit penguat transistor bipolar dan sangat mengurangi efek dari berbagai Beta, (β) dengan menahan bias Basis pada tegangan tetap konstan. Jenis bias ini menghasilkan stabilitas terbesar.
Sebuah resistor dapat dimasukkan dalam kaki emitor di mana dalam hal ini kenaikan tegangan menjadi -RL / RE. Jika tidak ada resistansi Emitter eksternal, kenaikan tegangan amplifier tidak terbatas karena ada resistansi internal yang sangat kecil, Re di kaki Emitter. Nilai resistansi internal ini sama dengan 25mV / IE
Dalam tutorial berikutnya tentang amplifier transistor kita akan melihat Penguat Efek Persimpangan yang biasa disebut Penguat JFET. Seperti halnya transistor, JFET digunakan dalam sirkuit penguat satu tahap sehingga lebih mudah dipahami. Ada beberapa jenis transistor efek medan yang bisa kita gunakan, tetapi yang paling mudah dipahami adalah transistor efek medan persimpangan, atau JFET yang memiliki impedansi masukan sangat tinggi sehingga ideal untuk rangkaian penguat.
Sumber tulisan/gambar:
Comments
Post a Comment