MAWADDATUR RAHMAH: 4.12 STABILISASI BIAS

Transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal (switching), stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Pada rangkaian kali ini digunakan transistor BC548C bertipe NPN. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kaki basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut dengan kondisi ON. Sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor yang disebut dengan kondisi OFF. Namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis melebihi arus pada kaki kolektor atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2 - 0,3 V), maka transistor akan mengalami cutoff (saklar tertutup).

Resistor

Resistor merupakan salah satu komponen yang paling sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika. Hampir setiap peralatan Elektronika menggunakannya. Pada dasarnya Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Resistor atau dalam bahasa Indonesia sering disebut dengan Hambatan atau Tahanan dan biasanya disingkat dengan Huruf “R”. Satuan Hambatan atau Resistansi Resistor adalah OHM (Ω).

Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :

1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.

2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.

3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.

4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n).

5. Gelang terakhir merupakan nilai toleransi dari resistor.

Baterai

Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya.

4.12 STABILISASI BIAS

Stabilitas sistem adalah ukuran kepekaan jaringan terhadap variasi parameternya. Dalam penguat apa pun yang menggunakan transistor, arus kolektor Ic peka terhadap setiap parameter berikut:

β : meningkat dengan kenaikan suhu

V_BE: menurunkan sekitar 7,5 mV per derajat Celcius (° C) kenaikan suhu Ico( arus saturasi balik): nilai dua kali lipat untuk setiap kenaikan suhu 10 ° C

Table 1

Pergeseran di titik bias dc ( Q- titik) karena perubahan suhu: (a) 25 ° C; (b) 100 ° C.

Faktor Stabilitas, S (I_CO), S (V_BE), dan S (β)

Figure 1

Dalam setiap kasus, simbol delta (△) menandakan perubahan dalam kuantitas itu. Pembilang setiap persamaan adalah perubahan arus kolektor yang ditetapkan oleh perubahan dalam kuantitas di penyebut. Untuk konfigurasi tertentu, jika ada perubahan I_CO gagal untuk menghasilkan perubahan yang signifikan I_C, faktor stabilitas yang ditentukan oleh S (I_CO) = I_C / △I_CO akan menjadi sangat kecil. Dengan kata lain:

Jaringan yang cukup stabil dan relatif tidak sensitif terhadap variasi suhu memiliki factor stabilitas yang rendah.

Dalam beberapa hal akan tampak lebih tepat untuk mempertimbangkan kuantitas yang ditentukan oleh Persamaan figure 1 menjadi faktor sensitivitas karena:

Semakin tinggi faktor stabilitas, semakin sensitif jaringan terhadap variasi parameter tersebut.

S (I_CO): KONFIGURASI EMITTER-BIAS

Untuk konfigurasi emitor-bias, analisis jaringan akan menghasilkan

Figure 2

seperti yang ditunjukkan pada grafik S (I_CO) melawan R_B / R_E pada Gambar

Variasi stasiun faktor bility S (I_CO) dengan rerasio sistor R_B/ R_E untuk konfigurasi emitor-bias.

Figure 3

KONFIGURASI BIAS TETAP

Untuk konfigurasi fixed-bias, kalikan bagian atas dan bawah Persamaan fig 2 oleh R_E lalu colokkan R_E= 0, persamaan berikut akan menghasilkan:

Figure 4

Konfigurasi Bias Pembagi Tegangan

Sirkuit ekivalen untuk
konfigurasi pembagi tegangan

Ingat kembali dari Bagian 4.5 pengembangan jaringan setara Thévenin yang muncul pada Gambar disamping, untuk konfigurasi bias pembagi tegangan. Untuk jaringan Gambar disamping, persamaan untuk S (I_CO) adalah sebagai berikut:

Figure 5

Konfigurasi Umpan Balik-Bias (R E 5 0)

Figure 6

Dampak Fisik

Jika I_C seperti yang didefinisikan oleh Persamaan diatas harus meningkat karena peningkatan I_CO , tidak ada dalam persamaan untuk I_B yang akan mencoba untuk mengimbangi peningkatan yang tidak diinginkan pada level saat ini (dengan asumsi V_BE tetap konstan). Dengan kata lain, level I_C akan terus naik seiring suhu, dengan I_B mempertahankan nilai yang cukup konstan —situasi yang sangat tidak stabil.

Untuk konfigurasi bias-emitor pada Gambar b dibawah, bagaimanapun, terjadi peningkatan I_C karena peningkatan I_CO akan menyebabkan tegangan V_E = I_E R_E I_C R_E meningkatkan. Hasil adalah penurunan level I_B seperti yang ditentukan oleh persamaan berikut:

Review tentang bias manajemen dan stabilitas faktor S (I_CO)

S (V_BE)

Faktor stabilitas ditentukan oleh

Figure 7

Mengganti R_E = 0 Ω seperti yang terjadi untuk konfigurasi bias tetap akan menghasilkan

Figure 8

Figure 9

S (β)

Faktor stabilitas terakhir yang akan diselidiki adalah dari S (β). Matematika development lebih kompleks dari yang ditemui S (I_CO) dan S (V_BE), seperti yang disarankan oleh persamaan berikut untuk konfigurasi bias-emitor:

Figure 10

Untuk konfigurasi umpan balik kolektor dengan R_E = 0 Ω

Figure 11

Ringkasan

Sekarang setelah tiga faktor stabilitas yang penting telah diperkenalkan, efek total pada arus kolektor dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut:

Figure 12

Persamaan awalnya mungkin tampak cukup rumit, tetapi perhatikan bahwa setiap komponen hanyalah factor stabilitas untuk konfigurasi yang dikalikan dengan perubahan yang dihasilkan. dalam parameter antara batas suhu yang diinginkan. Selain itu, I_C menjadi ditentukan hanyalah perubahan I_C dari level pada suhu kamar.

RANGKAIAN DAN PROSEDUR PERCOBAAN

Prosedur perangkaian:

pilih komponen yang akan digunakan
susun komponen dan alat seperti kedua gambar diatas
kemuadian simulasikan rangkaian tersebut

VIDEO SIMULASI RANGKAIAN

EXAMPLE DAN PROBLEM

Example

1 )

Hitung faktor stabilitas dan perubahannya saya C dari 25 ° C hingga 100 ° C untuk transistor yang ditentukan oleh Tabel 1 untuk pengaturan bias-emitor berikut.

a) R_B / R_E 250 ( R_B = 250 R_E)

b) R_B / R_E 10 ( R_B = 10 R_E).

c) R_B / R_E 0,01 ( R_E= 100 R_E).

Jawab :

2 )

Tentukan faktor stabilitas S (V_BE) dan perubahannya saya C dari 25 ° C hingga 100 ° C untuk transistor yang ditentukan oleh Tabel 1 untuk pengaturan bias berikut.

a) Bias tetap dengan R_B = 240 kΩ dan β = 100.

b) Bias emitor dengan R_B = 240 kΩ, R_E = 1 kΩ, dan β = 100.

c) Bias emitor dengan R_B = 47 kΩ, R_E = 4,7 kΩ, dan β = 100.

Jawab :