Prinsip Kerja :
Rangkaian Self-bias adalah jenis rangkaian
polarisasi pada transistor bipolar yang dirancang untuk memastikan transistor
beroperasi dalam daerah aktifnya, dimana ia dapat menguatkan sinyal input
dengan baik. Prinsip kerja rangkaian self-bias melibatkan penggunaan komponen
resistor untuk menentukan titik kerja transistor. Transistor bipolar memiliki
dua jenis polarisasi dasar: polarisasi basis-emitor (VBE) dan polarisasi
basis-kolektor (VBC). Dalam rangkaian self-bias, kita fokus pada polarisasi
basis-emitor.
Tegangan antara basis dan emitor (VBE) diperlukan agar transistor
bekerja dalam mode aktif. Tegangan VBE biasanya adalah sekitar 0,6 hingga 0,7
volt untuk transistor silikon. Untuk merancang rangkaian self-bias, kita
memilih resistor basis (RB) dan resistor kolektor (RC) dengan cermat.
Nilai-nilai resistor ini akan mempengaruhi titik kerja transistor. Tegangan
catu daya (Vcc) yang diberikan ke transistor juga memainkan peran penting dalam
menentukan titik kerja transistor. Ini adalah tegangan yang diterapkan antara
kolektor dan emitor. Rangkaian pembagi tegangan dibentuk oleh resistor basis
(RB) dan resistor kolektor (RC). Tegangan Vcc dibagi antara RB dan RC.
Nilai VBE yang dihasilkan dari pembagian ini harus lebih besar dari nilai VBE yang diperlukan untuk menjaga transistor dalam mode aktif. Rangkaian self-bias dirancang untuk mencapai stabilitas tegangan bias (VBE) terhadap perubahan temperatur dan variasi parameter transistor. Ini adalah salah satu keunggulan utama dari rangkaian ini. Setelah rangkaian diatur, transistor akan berada pada titik kerja yang stabil, di mana ia dapat menguatkan sinyal input dengan baik. Titik kerja ini dapat ditemukan dengan menganalisis kurva karakteristik transistor dan memastikan bahwa transistor beroperasi dalam daerah aktifnya.
1. Analisa prinsip kerja dari rangkaian fixed bias berdasarkan nilai parameter yang didapatkan ketika percobaan
Jawab :
Prinsip
kerja rangkaian self bias adalah untuk memberikan umpan balik negatif yang
diberikan oleh resistor emitter (RE) sehingga mengatur tegangan basis-emitter
dan memastikan transistor beroperasi dalam mode aktif. Rangkaian ini
memungkinkan kinerja yang lebih stabil daripada rangkaian fixed bias karena
mengadaptasi diri terhadap variasi karakteristik transistor
Dari tegangan Input Vcc sebesar 12 V
nantinya akan mengalir arus yang akan mengalir kedua arah yakni menuju RC (pada
pengukuran sebesar 0,986k ohm) dan RB (pada pengukuran sebesar 9,91k ohm) dan
akan menghasilkan Ib dan Ic dengan hasil pengukuran Ib = 0,59mA dan Ic = 0,97mA. Arus yang melewati kedua resistor tersebut nantinya akan mengalir masuk
menuju transistor. Arus Ib akan masuk melewati kaki basis sedangkan arus Ic
akan mengalir melalui kaki kolektor. Kedua arus tersebut akan keluar melalui
kaki emitter alu melalui Resistor emitter (RE, pada pengukuran sebesar 0,464k
ohm) dan kemudian menuju ground.
Arus yang mengalir melalui kaki basis ke
kaki emitter akan menghasilkan tegangan VBE yang setelah diukur dengan
Voltmeter, didapatkan nilai sebesar 1.355V. Arus yang mengalir dari kaki
kolektor ke kaki emitter akan menghasilkan tegangan VCE yang setelah diukur
dengan Voltmeter diperoleh nilai sebesar 2,11V.
Arus yang melalui RB lalu masuk ke kaki basis akan menghasilkan tegangan VRB (pada pengukuran sebesar 7,25V) dan arus yang mengalir ke RC lalu ke kaki kolektor akan menghasilkan tegangan VRC (pada pengukuran sebesar 6,49V). Arus yang keluar melalui kaki emitter lalu mengalir melalui RE akan menghasilkan tegangan RE (VRE) yang pada pengukuran diperoleh nilai sebesar 3,42V.
2. Tentukan titik kerja (Q Point) dari percobaan fixed bias, self bias, dan voltage divider bias (dalam bentuk grafik)
Jawab :
3. Nilai apakah yang mempengaruhi perubahan titik kerja (Q point)
Jawab :
Berikut adalah beberapa
nilai yang mempengaruhi perubahan titik kerja dalam self bias:
- Nilai
Resistor Emitter (RE): Nilai resistor emitter (RE) adalah salah satu
faktor utama yang mempengaruhi titik kerja dalam self bias. Semakin besar nilai
RE, semakin besar tegangan emitter (Ve), yang akan mengubah arus basis (Ib) dan
arus kolektor (Ic). Perubahan RE dapat memindahkan Q Point pada karakteristik
transistor.
- Nilai
Resistor Kolektor (RC): Nilai resistor kolektor (RC) juga dapat
memengaruhi arus kolektor (Ic) dan tegangan kolektor-emitor (Vce). Semakin
besar RC, semakin kecil Ic, dan Vce cenderung meningkat. Perubahan RC juga
dapat memengaruhi Q Point.
- Nilai
Tegangan Sumber (Vcc): Nilai tegangan sumber (Vcc) akan memengaruhi
tingkat potensial tegangan kolektor-emitor (Vce) yang tersedia saat transistor
beroperasi. Peningkatan Vcc akan mengubah karakteristik operasi transistor dan
Q Point.
- Nilai-nilai
Parameter Transistor: Seperti pada rangkaian fixed bias, karakteristik
transistor, seperti hfe (gain arus), Vbe (tegangan basis-emitor), dan Vce
(tegangan kolektor-emitor), dapat berbeda antara transistor yang berbeda.
Penggunaan transistor dengan parameter yang berbeda akan memengaruhi Q Point.
- Perubahan
Temperatur: Suhu lingkungan dapat memengaruhi karakteristik transistor dan
resistansi resistor. Penurunan suhu akan meningkatkan hfe dan mengurangi Vbe,
yang dapat memindahkan Q Point.
- Toleransi
Komponen: Nilai resistor yang sebenarnya mungkin memiliki toleransi tertentu.
Variabilitas dalam nilai-nilai ini juga dapat memengaruhi Q Point.
Download Video Percobaan [disini]
Download Video Penjelasan [disini]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar