SUB CHAPTER 3.6 KONFIGURASI UMUM EMITOR

1. TUJUAN

• untuk melengkapi tugas elektronika
• untuk memberi informasi terkait konfigurasi emitor
• untuk menambah wawasan dan pengetahuan 

2. ALAT DAN BAHAN 

A. Power Supply

 

   Baterai merupakan perangkat yang digunakan untuk memberi daya terhadap alat yang membutuhkan listrik. Selain itu juga merupakan komponen elektronika penghasil sumber tegangan pada rangkaian.

B. Resistor

      Resistor adalah perangkat elektronik yang berperan sebagai penghambat tengangan suatu rangkaian. Resistor ini memiliki berbagai variasi hambatan yang satuannya ohm.

  C. Transistor

  

      Transistor adalah sebuah komponen elektronika yang digunakan untuk penguat, sebagai sirkuit pemutus, sebagai penyambung, sebagai stabilitas tegangan, modulasi sinyal dan lain-lain.

3. DASAR TEORI 

 Konfigurasi transistor yang paling sering ditemui muncul pada Gambar. 3.13 untuk transistor pnp dan npn. Ini disebut konfigurasi emitor-umum karena emitornya umum atau mengacu pada terminal input dan output (dalam hal ini umum untuk terminal basis dan kolektor)

Arus emitor, kolektor, dan basis ditampilkan dalam arah arus konvensional aktualnya. Meskipun konfigurasi transistor telah berubah, hubungan arus yang dikembangkan sebelumnya untuk konfigurasi basis-bersama masih dapat diterapkan. Artinya, I_E = I_C + I_B dan I_C = αI_E. Untuk konfigurasi common-emitter, karakteristik keluaran adalah plot arus keluaran (I_C) versus tegangan keluaran (V_CE) untuk rentang nilai arus masukan (I_B). Karakteristik masukan adalah plot arus masukan (IB) versus tegangan masukan (V_BE) untuk rentang nilai tegangan keluaran (V_CE).

                            

Konfigurasi transistor yang paling sering ditemui muncul dalam gambar diatas untuk PNP dan NPN transistor. Hal ini disebut konfigurasi emitter umum sejak emitter tersebut adalah umum atau merujuk pada terminal masukan dan keluaran (dalam hal ini umum untuk terminal dasar dan kolektor). Dua set karakteristik lagi diperlukan untuk menjelaskan sepenuhnya perilaku dari konfigurasi emitter umum: satu untuk masukan atau base-emitter sirkuit dan satu untuk output atau collector-emitter circuit. Keduanya diperlihatkan dalam gambar berikut

                    (a) karakteristik kolektor;                         (b) karakteristik dasar 

                

Perhatikan bahwa pada karakteristik Gambar diatas besarnya I_B dalam mikroampere, dibandingkan dengan miliampere I_C. Pertimbangkan juga bahwa kurva IB tidak horizontal seperti yang diperoleh untuk I_E dalam konfigurasi basis-umum, yang menunjukkan bahwa tegangan kolektor-ke-emitor akan mempengaruhi besarnya arus kolektor.

Wilayah aktif untuk konfigurasi emitor-umum adalah bagian dari kuadran kanan atas yang memiliki linieritas terbesar, yaitu, wilayah di mana kurva untuk I_B hampir lurus dan berjarak sama. Pada gambar tersebut daerah ini berada di sebelah kanan garis putus-putus vertikal pada V_CEsat dan di atas kurva untuk I_B sama dengan nol. Wilayah di sebelah kiri V_CEsat disebut wilayah saturasi. Di wilayah aktif penguat common-emitor, sambungan kolektor-basis bias balik, sedangkan sambungan basis-emitor bias maju.

Wilayah cutoff untuk konfigurasi common-emitter tidak didefinisikan sebaik untuk konfigurasi common-base. Perhatikan karakteristik kolektor pada gambar tersebut bahwa I_C tidak sama dengan nol jika I_B adalah nol. Untuk konfigurasi basis umum, ketika arus masukan I_E sama dengan nol, arus kolektor hanya sama dengan I_CO arus saturasi balik, sehingga kurva I_E = 0 dan sumbu tegangan untuk semua tujuan praktis adalah satu.

lasan perbedaan karakteristik kolektor ini dapat diturunkan melalui manipulasi Persamaan yang tepat. (3.3) dan (3.6). Itu adalah,

Substitusi    

Rumuskan kembali   

      Jika kita mempertimbangkan kasus yang dibahas di atas, di mana I_B = 0 A, dan menggantikan nilai tipikal seperti 0,996, arus kolektor yang dihasilkan adalah sebagai berikut

       Jika  I_CBO  adalah 1 µA, arus kolektor yang dihasilkan dengan  I_B = 0 A akan menjadi 250 (1 µA) = 0,25 mA, seperti yang tercermin pada karakteristik Gambar 3.14. Untuk referensi di masa mendatang, arus kolektor ditentukan oleh kondisi  I_B = 0 µA akan diberi notasi yang ditunjukkan oleh persamaan (3.9)

      Dalam Gambar 3.15 kondisi di sekitar arus yang baru ditentukan ini ditunjukkan dengan arah referensi yang ditetapkan.

                                                                                    Gambar 3.16 Sepotong-linier setara

                                                                                                                       untuk karakteristik dioda dari Gambar 3.14b                                                                                                                          

     BETA (β)

           Dalam mode dc, level I_C dan  I_B terkait dengan kuantitas yang disebut beta dan ditentukan oleh persamaan berikut

                                                   

     Dimana I_C dan  I_B ditentukan pada titik operasi tertentu pada karakteristik. Untuk perangkat praktis, level  β  biasanya berkisar dari sekitar 50 hingga lebih dari 400, dengan sebagian besar di kisaran menengah. Adapun α, β pasti mengungkapkan besarnya relatif dari satu arus ke yang lainnya. Untuk perangkat dengan β dari 200, arus kolektor adalah 200 kali lipat dari arus basis.

Untuk situasi ac, beta ac telah didefinisikan sebagai berikut:

 

Mari kita tentukan untuk suatu wilayah dengan karakteristik yang ditentukan oleh titik operasi  I_B = 25 µA dan V_CE = 7,5 V seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.17. Pembatasan konstanta   V_CE = mengharuskan garis vertikal ditarik melalui titik operasi pada V_CE = 7,5 V. Di lokasi mana pun pada garis vertikal ini tegangan  V_CE  adalah 7,5 V, sebuah konstanta. Perubahan

Gambar 3.17 Menentukan βac dan βdc dari karakteristik kolektor

      Meskipun tidak persis sama, level βac dan βdc biasanya cukup dekat dan sering digunakan secara bergantian. Artinya, jika βac diketahui, diasumsikan besarnya sama dengan βdc, dan sebaliknya. Perlu diingat bahwa pada lot yang sama, nilai βac akan bervariasi dari satu transistor ke transistor berikutnya meskipun setiap transistor memiliki kode angka yang sama. 

      Jika ciri-ciri memiliki kenampakan seperti pada Gambar 3.18, level βac akan sama di setiap wilayah yang memiliki karakteristik yang sama. Perhatikan bahwa langkah in  I_B  ditetapkan pada 10 µA dan jarak vertikal antar kurva adalah sama pada setiap titik dalam karakteristiknya — yaitu, 2 mA. Menghitung βac secara akurat titik-Q yang ditunjukkan akan menghasilkan

Menentukan dc beta pada titik-Q yang sama akan menghasilkan:

     Mengungkapkan bahwa jika karakteristik memiliki tampilan seperti pada Gambar 3.18 maka besarnya βac dan βdc akan sama pada setiap titik pada karakteristik tersebut. Secara khusus, perhatikan bahwa   I_CEO  = 0 µA.

       Meskipun rangkaian karakteristik transistor yang sebenarnya tidak akan pernah memiliki tampilan yang tepat seperti Gambar 3.18, ia memberikan serangkaian karakteristik untuk perbandingan dengan yang tersebut. diperoleh dari pelacak kurva.

Gambar 3.18 Karakteristik di mana

βac sama di mana-mana dan βac = βdc.

       Suatu hubungan dapat dikembangkan antara β dan α menggunakan hubungan dasar yang telah diperkenalkan sejauh ini. Menggunakan β = I_C/I_B kita memiliki  I_B = I_C/β, dan dari α = I_C/ I_E kita memiliki  I_E=  I_C /α. Mengganti menjadi

dan membagi kedua sisi persamaan dengan  I_C akan menghasilkan :

Selain itu, ingatlah 

tetapi menggunakan persamaan

diturunkan dari atas, ditemukan

    Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.14a. Beta adalah parameter yang sangat penting karena menyediakan hubungan langsung antara level arus input dan output sirkuit untuk konfigurasi emitor-umum. Itu adalah,

   BIAS

     Bias yang tepat dari penguat common-emitter dapat ditentukan dengan cara yang mirip dengan yang diperkenalkan untuk konfigurasi common-base. Mari kita asumsikan bahwa kita disajikan dengan transistor npn seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 3.19a dan diminta untuk menerapkan bias yang tepat untuk menempatkan perangkat di wilayah aktif.

         

Gambar 3.19 Menentukan pengaturan bias yang tepat untuk

           konfigurasi transistor npn umum emitor

Ditampilkan, dengan mengingat hubungan hukum Kirchhoff saat ini: I_C + I_B = I_E. 

Problem

1.  1. Tentukan I_CBO dan I_CEO. Bagaimana mereka berbeda? Bagaimana mereka berhubungan? Apakah mereka biasanya mendekati besarnya?

Jawab :

I_CBO biasanya digunakan pada transistor germanium dan I_CEO biasanya digunakan pada transistor silicon. Karena I_CEO biasanya berskala rendah untuk bahan silikon, pemutusan akan ada untuk tujuan peralihan ketika I_C = I_CEO hanya untuk transistor silikon. Untuk transistor germanium, bagaimanapun, cutoff untuk keperluan switching akan didefinisikan sebagai kondisi yang ada saat I_C = I_CBO. Kondisi ini biasanya dapat diperoleh untuk transistor germanium dengan membalikkan bias sambungan basis-ke-emitor beberapa persepuluh volt. Karena sama sama berpatok pada I_C Sehingga nilai dari I_CBO dan I_CEO mendekati atau hampir sama persis.

2. Sebuah transistor mempunyai βdc sebesar 150. Jika arus kolektor sama dengan 45 mA, berapakah besarnya arus basis?

Dik : βdc = 150   Ic = 45 mA 

Dit : IB = ……?

Jawab :

βdc = IC/IB

IB = Ic/ βdc = 0.3mA

 EXAMPLE

1. Dengan menggunakan karakteristik Gambar 3.14, tentukan  I_C pada I_B = 30 µA dan V_{CE =}10 V.

   JAWAB :

Di persimpangan I_{B =} 30 µA dan V_{CE =} 10 V,  I_{C =} 3.4 mA

2.1.      Berapa nilai B_dc yang memiliki nilai I_C = 2,7 mA dan I_B =  25 µA ?

Jawab : 

 B_dc = IC/IB = 2,7/25 = 108 A

SOAL PILIHAN GANDA

1. Jika hukum kirchoff I diterapkan pada transistor, maka akan memberikan hubungan…

 A. IC = IE + IB

 B. IE = IC + IB

 C. IE = IC – IB

 D. IC = IE - IB

2. Transistor dapat berfungsi sebagai penguat tegangan, penguat arus, penguat daya atau sebagai saklar. Ada 2 jenis transistor antara lain........

A.NPM

B.MPN

C.MNP

D.PPN dan NNP

E.PNP dan NPN.

PERCOBAAN

  a.Prosedur percobaan

• Siapkan segala komponen yang di butuhkan
• Susun rangkaian sesuai panduan materi
  
• Sambungkan rangkaian dengan baterai untuk sumber tenaga
• Jalankan rangkaian
• Apabila tidak terjadi error, maka rangkaian selesai dibuat.
  

 

 b. Simulasi Rangkaian 

 

 

 

VIDEO 

[LIST DOWNLOAD]

Download video disini

Download file rangkaian disini

Download datasheet resistor disini

Download datasheet transistor NPN disini

Download datasheet transistor PNP disini

 

2.