Chapter 4.12 MULTIPLE BJT NETWORKS

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1.PENDAHULUAN

2.TUJUAN

1.Pendahuluan [Back]

Rangkaian transistor bipolar junction (BJT) tunggal sangatlah mendasar, namun untuk mencapai fungsi yang lebih kompleks dan performa yang lebih baik, seringkali diperlukan gabungan beberapa transistor BJT. Jaringan BJT ini, atau yang biasa disebut "Multiple BJT Networks", menawarkan berbagai macam fungsi dan keunggulan dibandingkan dengan rangkaian BJT tunggal. Beberapa contoh konfigurasi jaringan BJT antara lain adalah “darlington pair” yang dapat memperbesar penguatan arus, dan “current mirror” yang dapat menyediakan aliran arus yang stabil dan terprediksi. Dengan memahami karakteristik dan prinsip kerja dari berbagai macam jaringan BJT, para insinyur dapat merancang sirkuit elektronika yang lebih canggih dan efisien.

2.Tujuan [Back]

Dapat mengetahui pengertian dari Multiple BJT Networks
Mampu memahami dan manganalisa apa itu transistor
Dapat mengatahui rumus-rumus yang digunakan dalam Multiple BJT Network
Mampu memahami rangkaian-rangkaian yang dibuat pada aplikasi proteus

3.Alat dan Bahan [Back]

ALAT

1. Vsine, sebagai sumber Tegangan AC

2. Voltmeter DC

gambar 1.tampilan voltmeter DC di proteus 8

gambar 2 Tampilan volmeter dc

Voltmeter merupakan suatu alat yang dimanfaatkan untuk mengukur tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Umumnya bentuk penyusunan pararel berdasarkan pada tempat komponen listrik hendak diukur. Dimana dalam setiap komponen ditemukan tiga buah lempengan tembaga di dalamnya. Lempengan tersebut dipasangkan diatas Bakelit yang telah dirangkai dan menyatu dalam tabung plastik atau kaca. Pada lempengan bagian luar dinamakan anode, sementara itu lempengan tengah disebut katode.

Alternator adalah peralatan elektromekanis yang mengkonversikan energi mekanik menjadi energi listrik arus bolak-balik.

3.oscilloscope

alat untuk memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dapat dipelajari

Spesifikasi:

Lebar pita: 50MHz
Sampling rate: ≤7ns
Real-time sampling rate: 500MS/s
Equivalent Sampling Range: 50GS/s
Sensitifitas vertikal: 1 mV s.d. 20 V/div
Jenis trigger: Edge, Pulse, Alternate
Panjang catatan: 2x 600k
Operasi matematika: penambahan, pengurangan, perkalian, pembagian, FFT
Port: USB OTG
Layar: LCD 7″
Catu daya: 100 s.d. 240 V, 45 s.d. 440 Hz, CAT II
Dimensi: 306x147x122 mm

BAHAN

a. Transistor, sebuah komponen elektronika yang digunakan untuk penguat, sebagai sirkuit pemutus,

sebagai penyambung, sebagai stabilitas tegangan, dan modulasi sinyal.

b. Kapasitor, adalah komponen elektronika yang berfungsi menyimpan muatan listrik dalam jangka

waktu tertentu.

c. Resistor, merupakan suatu komponen elektronik yang memiliki nilai resistansi atau hambatan

tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur tegangan dan arus listrik.

d. Ground, titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus listrik arus searah atau titik kembalinya

sinyal bolak balik atau titik patokan (referensi) dari berbagai titik tegangan yang berfungsi sebagai

pengaman ketika terjadi kebocoran arus listrik.

4.Dasar Teori [Back]

Jaringan BJT yang diperkenalkan sejauh ini hanya berupa konfigurasi satu tahap. Bagian ini akan mencakup beberapa jaringan paling populer yang menggunakan banyak transistor. Itu akan mendemonstrasikan bagaimana metode yang diperkenalkan sejauh ini dalam bab ini dapat diterapkan pada jaringan dengan sejumlah komponen.

Kopling R–C pada Gambar 4.64 mungkin yang paling umum. Output kolektor dari satu tahap diumpankan langsung ke dasar tahap berikutnya menggunakan kapasitor kopling C C . Kapasitor dipilih untuk memastikan bahwa itu akan memblokir dc di antara tahapan dan bertindak seperti korsleting setiap sinyal ac. Jaringan pada Gambar 4.64memiliki dua tahap pembagi tegangan, tetapi kopling yang sama dapat digunakan antara kombinasi jaringan seperti fixed-bias atau emitter-follower konfigurasi. Mengganti setara sirkuit terbuka untuk C C dan kapasitor lainnya dari jaringan akan menghasilkan dua pengaturan bias yang ditunjukkan pada Gambar 4.65. Metode analisis diperkenalkan dalam bab ini kemudian dapat diterapkan ke setiap tahap secara terpisah karena satu tahap tidak mempengaruhi yang lain. Tentu saja, suplai 20 V dc harus diterapkan pada setiap komponen yang diisolasi.

Konfigurasi Darlington pada Gambar 4.66 mengumpankan output dari satu tahap langsung ke input dari tahap berikutnya. Karena output dari Gambar 4.66 diambil langsung dari terminal emitor, Anda akan menemukan di bab berikutnya bahwa gain ac sangat dekat dengan 1 tetapi impedansi inputnya sangat tinggi, membuatnya menarik untuk digunakan pada amplifier yang beroperasi mati sumber yang memiliki resistansi internal yang relatif tinggi. Jika resistor beban ditambahkan ke kaki kolektor dan output diambil dari terminal kolektor, konfigurasi akan memberikan keuntungan yang sangat tinggi.

Untuk analisis dc pada Gambar 4.67 dengan asumsi beta b1 untuk transistor pertama dan b2 untuk transistor kedua, arus basis untuk transistor kedua adalah:

dan arus emitor untuk transistor kedua adalah:

asumsikan Beta = 1 untuk setiap transistor, kita akan menemukan jaringan Beta untuk konfigurasinya adalah:

yang membandingkan langsung dengan penguat satu tahap yang memiliki penguatan sebesar beta D Menerapkan analisis yang mirip dengan Bagian 4.4 sebelumnya akan menghasilkan persamaan berikut

untuk arus basis:

Konfigurasi Cascode pada Gambar 4.68 mengikat kolektor dari satu transistor ke emitor dari yang lain. Intinya ini adalah jaringan pembagi tegangan dengan konfigurasi common-base di pengumpul. Hasilnya adalah jaringan dengan gain tinggi dan kapasitansi Miller yang berkurang—atopik yang akan diperiksa di Bagian 9.9.

Analisis dc dimulai dengan mengasumsikan arus melalui resistor bias R1 , R2 , dan R3 dari Gambar 4.69 jauh lebih besar dari arus basis masing-masing transistor. Itu adalah,

Hasilnya tegangan pada basis transistor Q1 ditentukan secara sederhana oleh penerapan aturan pembagi tegangan:

Tegangan di dasar transistor Q2 ditemukan dengan cara yang sama:

Tegangan emitor kemudian ditentukan oleh:

dengan arus emitor dan kolektor ditentukan oleh:

Konfigurasi multitahap berikutnya yang akan diperkenalkan adalah Pasangan Umpan Balik pada Gambar 4.70, yang menggunakan transistor npn dan pnp. Hasilnya adalah konfigurasi yang menyediakan gain tinggi dengan peningkatan stabilitas.

Versi dc dengan semua arus berlabel muncul di Gambar 4.71.

Arus basis:

Arus kolektor:

Menerapkan hukum tegangan Kirchhoff turun dari sumber ke tanah akan menghasilkan:

Tegangan kolektor VC2 = VE1

adalah

Konfigurasi multistage terakhir yang diperkenalkan adalah penguat Direct Coupled seperti yang terlihat pada Contoh 4.26. Perhatikan tidak adanya kopling kapasitor untuk mengisolasi dc level dari setiap tahapan. Level dc dalam satu tahap akan secara langsung mempengaruhi level dc di tahap selanjutnya. Manfaatnya adalah kapasitor kopling biasanya membatasi frekuensi rendah respon dari penguat. Tanpa kopling kapasitor, amplifier dapat memperkuat sinyal frekuensi sangat rendah—sebenarnya turun ke dc. Kerugiannya adalah variasi level dc karena berbagai alasan dalam satu tahap dapat mempengaruhi tingkat dc di tahap berikutnya

penguat.

example:

Tentukan level dc untuk arus dan tegangan dari direct coupled penguat dari Gambar 4.72. Perhatikan bahwa ini adalah konfigurasi bias pembagi tegangan yang diikuti oleh sebuah konfigurasi kolektor umum; salah satu yang sangat baik dalam kasus di mana impedansi masukan tahap berikutnya cukup rendah. Penguat common-collector bertindak seperti buffer antar tahapan.

Solusi: Persamaan dc dari Gambar 4.72 muncul sebagai Gambar 4.73 . Perhatikan bahwa beban dan sumber tidak lagi menjadi bagian dari gambar. Untuk konfigurasi pembagi tegangan, persamaan berikut untuk arus basis dikembangkan di Bagian 4.5.

Pada Gambar 4.73 kita menemukan bahwa:

5. Percobaan [Back]

1. Prosedur

Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian bekerja

2. Rangkaian simulasi dan prinsip kerja

Gambar Rangkaian 4.64

Gambar Rangkaian 4.65

Gambar Rangkaian 4.66

Gambar Rangkaian 4.67

Gambar Rangkaian 4.68

Gambar Rangkaian 4.69

Gambar Rangkaian 4.70

Gambar Rangkaian 4.71

Gambar Rangkaian 4.72

Gambar Rangkaian 4.73

prinsip kerja:

1. Rangkaian Diferensial:

Menggunakan dua BJT yang identik dalam konfigurasi common-emitter (emitter bersama).
Sinyal input diferensial (perbedaan antara dua sinyal input) diterapkan pada basis transistor.
Arus kolektor dari kedua transistor akan berlawanan arah dan secara proporsional terhadap sinyal input diferensial.
Digunakan untuk aplikasi seperti penguat diferensial, pembanding tegangan, dan sirkuit pendeteksi level.

2. Push-Pull Amplifier:

Menggunakan dua BJT komplementer (satu NPN dan satu PNP) dalam konfigurasi common-emitter atau common-base (basis bersama).
Sinyal input diterapkan ke basis salah satu transistor.
Transistor yang aktif akan menghasilkan output yang diperkuat, sedangkan transistor yang tidak aktif akan memblokir sinyal.
Digunakan untuk aplikasi seperti penguat daya, driver motor, dan sirkuit output lainnya.

3. Rangkaian Logika:

Menggunakan BJT dalam konfigurasi saturated (jenuh) atau cut-off (terputus) untuk membentuk gerbang logika seperti NAND, NOR, NOT, dan lain-lain.
Kombinasi dari beberapa BJT dapat membentuk fungsi logika yang lebih kompleks.
Digunakan untuk membangun sirkuit digital dan unit pemrosesan pusat (CPU).

4. Rangkaian Aktif:

Menggunakan BJT bersama dengan komponen lain seperti resistor dan kapasitor untuk membentuk filter, osilator, dan sirkuit lainnya.
Prinsip kerja tergantung pada topologi rangkaian dan fungsi yang diinginkan.

3. Video Rangkaian