Rangkaian Self-bias adalah konfigurasi polarisasi pada transistor bipolar yang digunakan untuk memastikan transistor beroperasi pada daerah aktifnya, di mana ia dapat menguatkan sinyal masukan dengan optimal. Prinsip dasar dari rangkaian self-bias melibatkan penggunaan resistor untuk menentukan titik kerja transistor. Transistor bipolar memiliki dua pola polarisasi dasar: polarisasi basis-emittor (VBE) dan polarisasi basis-kolektor (VBC). Dalam konteks rangkaian self-bias, fokus diberikan pada polarisasi basis-emittor.Tegangan antara basis dan emittor (VBE) penting untuk menjaga transistor beroperasi dalam mode aktif. Biasanya, tegangan VBE berkisar antara 0,6 hingga 0,7 volt untuk transistor silikon. Dalam perancangan rangkaian self-bias, pemilihan resistor basis (RB) dan resistor kolektor (RC) dilakukan dengan hati-hati, karena nilai-nilai resistor ini memengaruhi titik kerja transistor. Tegangan catu daya (Vcc) yang disediakan ke transistor juga memegang peranan penting dalam menentukan titik kerja transistor. Tegangan ini diterapkan antara kolektor dan emittor. Rangkaian pembagi tegangan terbentuk melalui resistor basis (RB) dan resistor kolektor (RC), dan tegangan Vcc dibagi di antara keduanya.Nilai VBE yang dihasilkan dari pembagian ini harus lebih besar daripada nilai VBE yang dibutuhkan untuk menjaga transistor berada dalam mode aktif. Salah satu keunggulan utama dari rangkaian self-bias adalah stabilitas tegangan bias (VBE) terhadap fluktuasi suhu dan variasi parameter transistor. Setelah rangkaian dikonfigurasi dengan benar, transistor akan berada pada titik kerja yang stabil, di mana ia dapat menguatkan sinyal masukan dengan efektif sesuai dengan aplikasi yang dimaksud. Dalam konteks ini, VCE mengacu pada tegangan kolektor-emittor.
1. Analisa prinsip kerja dari rangkaian self bias berdasarkan nilai parameter yang didapatkan ketika percobaan!
Jawab:
Prinsip kerja rangkaian self bias adalah untuk memberikan umpan balik negatif yang diatur oleh resistor emitter (RE) sehingga mengontrol tegangan basis-emitter dan memastikan transistor beroperasi dalam mode aktif. Rangkaian ini memungkinkan kinerja yang lebih stabil daripada rangkaian fixed bias karena dapat menyesuaikan diri terhadap variasi karakteristik transistor.
Dari tegangan masukan Vcc sebesar 12 V, arus akan mengalir ke arah yang berlawanan melalui dua komponen, yaitu resistor kolektor (RC) dengan nilai pengukuran sebesar 0,982k ohm dan resistor basis (RB) dengan nilai pengukuran sebesar 9,91k ohm. Arus ini akan menghasilkan arus basis (Ib) sebesar 0,6mA dan arus kolektor (Ic) sebesar 0,98mA. Arus yang melewati kedua resistor ini akan mengalir ke transistor. Arus Ib akan mengalir melalui kaki basis, sementara arus Ic akan mengalir melalui kaki kolektor. Kedua arus ini akan keluar melalui kaki emitter dan melalui resistor emitter (RE) dengan nilai pengukuran sebesar 0,464k ohm sebelum akhirnya menuju ground.
Arus yang mengalir dari kaki basis ke kaki emitter akan menghasilkan tegangan VBE, yang setelah diukur dengan Voltmeter, menghasilkan nilai sebesar 1,368V. Arus yang mengalir dari kaki kolektor ke kaki emitter akan menghasilkan tegangan VCE, yang setelah diukur dengan Voltmeter, diperoleh nilai sebesar 2,140V.
Arus yang melewati resistor RB sebelum masuk ke kaki basis akan menghasilkan tegangan VRB dengan nilai pengukuran sebesar 7,26V, sementara arus yang mengalir melalui resistor RC sebelum mencapai kaki kolektor akan menghasilkan tegangan VRC dengan nilai pengukuran sebesar 6,47V. Arus yang keluar melalui kaki emitter dan melalui resistor emitter (RE) akan menghasilkan tegangan VRE (RE), yang pada pengukuran diperoleh nilai sebesar 3,4V.
2. Tentukan titik kerja (Q Point) dari percobaan self bias (dalam bentuk grafik)!
Jawab:
3. Nilai apakah yang mempengaruhi perubahan titik kerja (Q point)?
Jawab:
Beberapa faktor yang memengaruhi perubahan titik kerja dalam self bias adalah:
1. Nilai Resistor Emitter (RE): Besarnya resistor emitter (RE) adalah faktor utama yang memengaruhi titik kerja dalam self bias. Semakin besar nilai RE, semakin besar tegangan emitter (Ve), yang akan mengubah arus basis (Ib) dan arus kolektor (Ic). Variasi nilai RE dapat menggeser posisi Q Point pada karakteristik transistor.
2. Nilai Resistor Kolektor (RC): Besarnya resistor kolektor (RC) juga memiliki pengaruh terhadap arus kolektor (Ic) dan tegangan kolektor-emitor (Vce). Semakin besar RC, semakin kecil Ic, dan Vce cenderung meningkat. Perubahan nilai RC juga dapat memengaruhi Q Point.
3. Nilai Tegangan Sumber (Vcc): Besarnya 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.
4. 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.
5. Perubahan Temperatur: Suhu lingkungan dapat memengaruhi karakteristik transistor dan resistansi resistor. Penurunan suhu akan meningkatkan hfe dan mengurangi Vbe, yang dapat memindahkan Q Point.
6. Toleransi Komponen: Nilai sebenarnya dari resistor mungkin memiliki toleransi tertentu. Variabilitas dalam nilai-nilai komponen ini juga dapat memengaruhi Q Point.
Video Percobaan Rangkaian Self Bias [Download]
Video Penjelasan Analisa Rangkaian Self Bias [Download]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar