Transistor Biasing Dan Biasing Transistor.docx

Transistor Biasing dan Biasing Transistor Elektronika, Fisika, Penguat (Amplifier)

Transistor Biasing adalah proses pengaturan transistor tegangan operasi DC atau kondisi arus ke level yang benar sehingga setiap sinyal input AC dapat diperkuat dengan benar oleh transistor.

Transistor stabil bergantung pada arus base, tegangan collector, dan arus collectorrnya dan oleh karena itu, jika transistor beroperasi sebagai penguat linier, maka harus benar-benar bias memiliki titik operasi yang sesuai.

Menetapkan titik operasi yang benar memerlukan pemilihan yang tepat dari resistor bias dan resistor beban untuk memberikan kondisi arus tegangan dan arus collector yang sesuai. Titik biasing yang benar untuk transistor bipolar, baik NPN atau PNP, umumnya terletak di antara dua operasi ekstrem dengan hal itu menjadi "fully-ON" atau "fully-OFF" sepanjang garis bebannya. Titik operasi pusat ini disebut " Titik Operasi Diam", atau titik-Q singkatnya.

Bila transistor bipolar bias sehingga titik-Q berada di dekat bagian tengah jangkauan operasinya, yaitu sekitar setengah jalan antara cut-off dan saturation, dikatakan beroperasi sebagai penguat Kelas-A.

Mode operasi ini memungkinkan arus output meningkat dan berkurang di sekitar penguat titik-Q tanpa distorsi saat sinyal input bergerak melalui siklus yang lengkap. Dengan kata lain, arus output mengalir untuk 360o siklus input penuh.

Jadi bagaimana kita mengatur titik-Q biasing dari transistor? - Biasing transistor yang benar dicapai dengan menggunakan proses yang biasanya dikenal dengan Base Bias.

Tapi sebelum kita mulai melihat kemungkinan pengaturan biasing transistoryang berbeda, pertama-tama mari kita mengingatkan rangkaian transistor base dan tegangan dan arus yang terkait seperti yang ditunjukkan di sebelah kiri.

Fungsi dari "tingkat Bias DC" atau "tidak ada tingkat sinyal input" adalah mengatur secara benar transistor titik-Q dengan mengatur Arus Collectornya ( IC ) ke nilai keadaan konstan dan mapan tanpa sinyal input yang diterapkan pada Base transistor.

Titik operasi stabil atau DC ini diatur oleh nilai-nilai rangkaian supply tegangan DC ( Vcc ) dan nilai resistor biasing yang menghubungkan terminal Base transistor.

Arus bias Base Transistor adalah arus DC stabil, Jaringan bias base dapat digunakan untuk konfigurasi transistor Common-base (CB), Common-collector (CC) atau Common-emitter (CE). Dalam tutorial biasing transistor sederhana ini kita akan melihat berbagai pengaturan biasing yang tersedia untuk Penguat Common Emitter.

Base Biasing sebuah Penguat Common Emitter Salah satu rangkaian biasing yang paling sering digunakan untuk rangkaian transistor adalah dengan self-biasing dari rangkaian bias emitter di mana satu atau lebih resistor biasing digunakan untuk mengatur nilai arus DC awal arus transistor, (

IB ), ( IC ) dan ( IE ).

Dua bentuk biasing transistor yang paling umum adalah: Beta Dependent dan Beta Independent . Tegangan bias transistor sangat bergantung pada transistor beta, ( β ) sehingga biasing yang

disiapkan untuk satu transistor mungkin tidak sama untuk transistor lain.

Transistor biasing dapat dicapai baik dengan menggunakan resistor umpan balik tunggal atau dengan menggunakan jaringan pembagi tegangan sederhana untuk memberikan tegangan biasing yang dibutuhkan.

Berikut ini adalah lima contoh konfigurasi bias Base transistor dari satu supply tunggal ( Vcc ).

Rangakaian Base Biasing Konstan sebuah Transistor

Rangkaian yang ditunjukkan disebut sebagai "rangkaian bias dasar konstan/fixed", karena arus base transistor, IB tetap konstan untuk nilai Vcc yang diberikan, dan oleh karena itu titik operasi transistor juga harus tetap terjaga. Kedua biasing resistor ini digunakan untuk membangun daerah operasi awal transistor dengan menggunakan bias arus tetap.

Jenis pengaturan biasing transistor juga bergantung pada beta biasing karena kondisi stabil operasi adalah fungsi dari nilai β beta transistor, sehingga titik biasing akan bervariasi pada rentang yang luas untuk transistor dengan jenis yang sama dengan karakteristik dari Transistor tidak akan persis sama.

Dioda emitter dari transistor bias maju dengan menerapkan tegangan base bias positif yang diperlukan melalui resistor yang membatasi arus RB. Dengan asumsi transistor bipolar standar, penurunan tegangan base-emitter akan menjadi 0,7V. Maka nilai RB adalah sederhana: (VCC -

VBE )/IB dimana IB didefinisikan sebagai IC/β.

Dengan jenis resistor tunggal metode biasing ini, tegangan biasing dan arus tidak stabil selama operasi transistor dan bisa sangat bervariasi. Juga suhu transistor dapat mempengaruhi titik

Collector Umpan Balik Biasing sebuah Transistor

Konfigurasi umpan balik collector self-biasing ini adalah metode biasing beta yang lain yang hanya memerlukan dua resistor untuk memberikan bias DC yang diperlukan untuk transistor.

Collector untuk mendasarkan konfigurasi umpan balik memastikan bahwa transistor selalu bias di wilayah aktif terlepas dari nilai Beta ( β ) karena tegangan bias dasar DC diturunkan dari tegangan collector, VC memberikan stabilitas yang baik.

Di sirkuit ini, resistor bias dasar, RB terhubung ke transistor kolektor C, bukan ke rel supply daya, Vcc. Sekarang jika arus collector meningkat, tegangan collector turun, mengurangi drive base dan dengan demikian secara otomatis mengurangi arus collector untuk menjaga agar transistor tetap titik-Q. Lalu metode umpan balik collector biasing ini menghasilkan umpan balik negatif karena ada umpan balik dari output ke input melalui resistor, RB.

Tegangan biasing berasal dari penurunan tegangan di resistor load RL. Jadi jika arus beban meningkat maka akan ada penurunan tegangan yang lebih besar pada RL, dan tegangan collector dikurangi yang sesuai, VC yang akan menyebabkan penurunan yang sesuai pada arus dasar,

IB yang pada gilirannya, membawa IC kembali normal.

Reaksi sebaliknya juga akan terjadi bila transistor arus collector menjadi kurang. Kemudian metode biasing ini disebut self-biasing dengan stabilitas transistor menggunakan jenis jaringan bias umpan balik yang umumnya bagus untuk kebanyakan desain penguat.

Dual Umpan-Balik Transistor Biasing

Menambahkan resistor tambahan ke jaringan base bias dari konfigurasi sebelumnya akan meningkatkan stabilitas lebih banyak lagi dengan variasi Beta, ( β ) dengan meningkatkan arus yang mengalir melalui resistor biasing base.

Arus yang mengalir melalui RB1 umumnya ditetapkan pada nilai yang sama dengan sekitar 10% dari arus collector, IC. Jelas juga harus lebih besar dari arus base yang diperlukan untuk nilai minimum Beta, β.

Salah satu keuntungan dari konfigurasi biasing-diri ini adalah resistor memberikan kedua biasing otomatis dan umpan balik Rf secara bersamaan.

Transistor Biasing dengan Umpan Balik Emitter

Jenis konfigurasi transistor biasing, sering disebut self-emitter biasing, menggunakan kedua emitter dan base-collector umpan balik untuk menstabilkan arus collector bahkan lebih sebagai resistor RB1 dan RE serta jjunction base-emitter dari transistor semua efektif dihubungkan secara seri dengan tegangan supply, VCC.

Kelemahan dari konfigurasi umpan balik emitter ini adalah bahwa output telah mengurangi gain karena koneksi resistor base karena tegangan collector menentukan arus yang mengalir melalui resistor umpan balik, RB1 menghasilkan apa yang disebut "umpan balik degeneratif".

Arus yang mengalir dari emitter, IE (yang merupakan gabungan dari IC + IB) menyebabkan penurunan tegangan muncul di RE sedemikian arahnya, sehingga membalikkan bias pada junction baseemitter.

Jadi jika arus emitter meningkat, penurunan tegangan IRE juga meningkat. Karena polaritas tegangan balik ini membalikkan junction base-emitter, IB otomatis menurun. Oleh karena itu arus emitter meningkat kurang dari yang seharusnya dilakukan karena tidak ada resistor biasing-diri.

Nilai resistor umumnya diatur sehingga penurunan tegangan emitter resistor RE adalah sekitar 10% dari VCC dan arus yang mengalir melalui resistor RB1 adalah 10% dari arus collector IC.

Jenis konfigurasi biasing transistor ini bekerja paling baik pada tegangan catu daya yang relatif

rendah.

Tegangan Pembagi Transistor Biasing

Transistor common emitter bias menggunakan jaringan pembagi tegangan untuk meningkatkan stabilitas. Nama konfigurasi biasing ini berasal dari fakta bahwa kedua resistor RB1 dan RB2 membentuk jaringan pembagi tegangan atau potensial di seluruh supply dengan titik pusat Junction menghubungkan terminal base transistor seperti yang ditunjukkan.

Konfigurasi biasing pembagi tegangan ini adalah metode biasing transistor yang paling banyak digunakan, karena dioda emitter transistor bias maju oleh tegangan yang turun di resistor RB2.

Juga, pembagi tegangan jaringan biasing membuat rangkaian transistor tidak bergantung pada perubahan beta karena tegangan pada base transistor, emitter, dan collector bergantung pada nilai rangkaian eksternal.

Untuk menghitung tegangan yang dikembangkan di resistor RB2 dan oleh karena itu tegangan yang diaplikasikan ke terminal base kita cukup menggunakan rumus pembagi tegangan untuk resistor secara seri.

Umumnya penurunan tegangan resistor RB2 jauh lebih kecil daripada resistor RB1. Kemudian dengan jelas tegangan base transistor VB berkenaan dengan ground, akan sama dengan tegangan pada

RB2.

Arus yang mengalir melalui resistor RB2 umumnya ditetapkan pada 10 kali nilai arus base yang dibutuhkan IB sehingga tidak berpengaruh pada arus pembagi tegangan atau perubahan dalam Beta.

Fungsi Transistor Biasing adalah untuk menetapkan titik-Q yang diketahui agar transistor dapat bekerja secara efisien dan menghasilkan sinyal keluaran yang tidak terdistorsi. Biasing transistor yang benar juga menetapkan daerah operasi AC awalnya dengan rangkaian biasing praktis menggunakan jaringan bias dua atau empat resistor.

Di rangkaian transistor bipolar, titik-Q ditunjukkan oleh ( VCE, IC ) untuk transistor NPN atau ( VEC, IC ) untuk transistor PNP. Stabilitas jaringan bias base dan oleh karena itu titik-Q umumnya dinilai dengan mempertimbangkan arus collector sebagai fungsi dari kedua beta ( β ) dan suhu.

Di sini kita melihat secara singkat lima konfigurasi berbeda untuk "biasing transistor" dengan menggunakan jaringan resistif. Tapi kita juga bisa bias transistor menggunakan dioda silicon, dioda zener atau jaringan aktif semua terhubung ke terminal dasar transistor atau dengan biasing transistor dari catu daya ganda.