sub chapter 3.5

3.5    COMMON-EMITER CONFIGURATION

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Example, Problem dan Pilihan Ganda

6. Video 

7. Download File

1. Tujuan[Kembali]

• Mengetahui dan memahami aplikasi dari transistor dalam rangkaian listrik

•  Mampu menjelaskan prinsip cara kerja setiap rangkaian

•  Mampu mengaplikasikan dan membuat rangkaian 

2. Alat dan Bahan[Kembali]

•     Alat

         1). Power Supply   

                                 

   

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

        2). Ampermeter DC

         

      Amperemeter adalah alat yang difungsikan untuk pengukuran tingkat arus listrik yang terdapat pada sebuah rangkaian. Dalam menggunakan alat ini, pastikan untuk melihat satuan dan skala yang digunakan.

• Bahan

        1).  Resistor

               

         Resistor adalah komponen elektronika yang bersifat menghambat arus listrik. Resistor termasuk dalam komponen pasif karena komponen ini tidak membutuhkan arus listrik untuk bekerja. Resistor dihitung dengan satuan ohm.

        2). Tranistor

                    

            Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

        3). Ground

                

    Grounding berfungsi sebagai proteksi peralatan elektronik atau instrumentasi sehingga dapat mencegah kerusakan akibat adanya bocor tegangan dan untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik.

3. Dasar Teori[kembali]

Bipolar Junction Transistor(BJT) merupakan salah satu dari jenis transistor yang paling umum dalam komponen elektronika. Transistor BJT memiliki 3 terminal(kaki) berupa base, emitter, dan collector.

   BJT sendiri terbagi menjadi 2 jenis, yaitu NPN Transistor dan PNP Transistor:

a)      NPN Transistor

   Berdasarkan kode singkatan namanya, N sendiri berarti Negatif sedangkan P berarti Positif. Sehingga NPN merupakan singkatan dari Negatif-Positif-Negatif, yang mana pada transistor NPN terminal base akan positif terhadap emitter. Dalam simbol gambar, transistor NPN ditandai dengan kaki emitter mengarah menuju emitter, yang menandakan arah arus output keluarannya.

                                                                (FIG 3.12. transistor npn)

Sehingga pada transistor NPN, arus akan masuk melalui collector dan keluar menuju emitter.

   Akan   tetapi, arus tidak akan mengalir dari collector  menuju emitter sebelum adanya aliran arus dari base menuju emitter. Bisa dikatakan, base ibarat saklar agar aliran arus dari collector dapat mengalir menuju keluaran emitter. Selain itu, arus yang dibutuhkan dalam aliran base tidaklah besar karena sedikit arus saja sudah cukup untuk menggerakkan pergerakan arus dari collector menuju emitter. Untuk bisa menggerakkan arus dari base menuju emitter biasanya dibutuhkan tegangan minimal 0,7 V untuk transistor yang berbahan silicon.

b)      PNP Transistor

  Untuk transistor PNP(Positif-Negatif-Positif) terminal base akan selalu negatif terhadap emitter. Sedangkan dalam simbol gambar, transistor PNP ditandai dengan kaki emitter menghadap ke dalam. Sehingga, pada transistor PNP aliran arus akan masuk melalui emitter dan keluar melalui collector dan terminal base.

   Berbeda dengan transistor NPN yang dimana sumber kontrolnya adalah ketika arus masuk melalui terminal base, pada transistor PNP sumber kontrolnya adalah arus yang keluar melalui terminal base. 

                                             (FIG 3.12. transistor pnp)

 

           Arus emitor, kolektor, dan basis ditunjukkan dalam arah arus konvensionalnya. Meskipun konfigurasi transistor dapat berubah, hubungan saat ini berkembang sebelumnya untuk konfigurasi common-base masih berlaku. Artinya,

                                       IE = IC + IB dan IC = αIE.

Untuk IE = arus emitter

            IC = arus collector

            IB = arus base

Untuk referensi di masa mendatang, arus kolektor ditentukan oleh kondisi I B = 0 µA diberi notasi yang ditunjukkan oleh persamaan berikut:

         Beta(B)

             DC Mode

Dalam keadaan dc nilai IC dan IB dihubungkan dengan besaran yang disebut beta dan didefinisikan oleh persamaan berikut:

             

             AC Mode

Untuk kondisi ac, beta ac didefinisikan sebagai berikut:

              

     Biasing

 Bias yang tepat dari penguat emitor bersama dapat ditentukan dengan yang diperkenalkan untuk konfigurasi common-base. Misalkan diberikan sebuah contoh soal dengan transistor npn seperti ditunjukkan pada FIG. 3.18a(gambar dibawah) dan diminta untuk menerapkan bias yang tepat ditempatkan pada perangkat di wilayah aktif.

                      

              Menentukan pengaturan biasing yang tepat untuk konfigurasi transistor npn emitor-umum.

Langkah pertama adalah menunjukkan arah IE seperti yang ditetapkan oleh panah di transistor simbol seperti pada Gambar 3.18b.

Langkah kedua, arus lainnya diperkenalkan seperti yang ditunjukkan, mengikuti hukum Kirchhoff saat ini: IC + IB = IE. Artinya, IE adalah jumlah dari IC dan IB dan baik IC dan IB harus memasuki struktur transistor.

Langkah ketiga, persediaannya diperkenalkan dengan polaritas yang akan mendukung arah IB dan IC yang dihasilkan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.18c untuk melengkapi gambar. Pendekatan yang sama dapat diterapkan pada transistor pnp. Jika transistor pada Gambar 3.18 adalah transistor pnp, semua arus dan polaritas pada Gambar. 3.18c akan dibalik.

 

       Breakdown Region

Pada Gambar 3.19 ditunjukkan karakteristik dampak pada tingkat VCE yang tinggi. Pada tegangan kolektor-emitor maksimum ketika tetap berada di wilayah operasi stabil yang aktif, Pada arus basis tingkat tinggi, arus hampir naik secara vertikal, sedangkan pada tingkat yang lebih rendah suatu medan/wilayah meningkat. Wilayah ini sangat penting karena peningkatan arus menghasilkan penurunan tegangan— berbeda dari elemen resistif mana pun di mana peningkatan arus menghasilkan peningkatan penurunan potensial melintasi resistor. Daerah seperti ini dikatakan memiliki sebuah Karakteristik resistansi negatif.

                                       

Meneliti daerah kerusakan transistor di emitor bersama konfigurasi.

4. Percobaan[kembali]

    Prosedur Percobaan :

1. siapkan komponen rangkaian yang diperlukan pada proteus.
2. susunlah komponen-komponen tersebut sesuai petunjuk menjadi suatu rangkaian yang kompleks.
3. setelah semua komponen terangkai, maka cobalah untuk menjalankannya.

Gambar 3.12(a)

transistor npn

Prinsip kerja :

Rangkaian 3.15a

menggunakan komponen transistor npn dan 2 buah sumber tegangan 

Gambar 3.12(b)

transistor pnp

Gambar 3.18

> 5. Example, Problem dan Pilihan Ganda[kembali]

• Example

1. Dengan menggunakan karakteristik Gambar 3.13, tentukan  I_C pada I_B = 30 µA dan V_{CE =}10 V

  Jawaban:

    Di persimpangan I_{B =} 30 µA dan V_{CE =} 10 V,  I_{C =} 3.4 mA

  

2. Dengan menggunakan karakteristik Gambar 3.13, tentukan I_C pada V_BE = 0,7 V dan V_CE = 15 V

Jawaban:

    Menggunakan Gambar 3.13b, I_B = 20 µA pada V_BE = 0.7 V.
    Dari Gambar 3.13a kita menemukan bahwa I_C = 2,5 mA di persimpangan I_{B  =} 20 A dan V_CE =15 V.

 

• Problem

1.        Jelaskan I_CBO dan I_CEO. Bagaimana perbedaan antara keduanya?, Bagaimana hubungannya?, apakah besarnya sama?

   Jawaban :

               I_CBO dan I_CEO adalah dua parameter yang berbeda, I_CBO berarti arus bocor c-b dengan rangkaian terbuka emitor, ini diperkuat ketika dalam mode emitor bersama, dengan I_CEO (rangkaian terbuka basis) ditambahkan ke arus basis. Oleh karena itu istilah I_CEO = (1+β)I_CBO , yang memperhitungkan arus bocor, dimana I_CBO termasuk dalam I­_CEO.

2.        a). Untuk karakteristik emitor pada Gambar 3.13, carilah dc beta pada titik operasi VCE

b). Temukan nilai yang sesuai dengan titik operasi soal diatas

c). Pada V_CE = +6 V, Tentukan nilai dari I_CEO

d). Hitung nilai I_CBO dengan menggunakan nilai dc beta yang diperoleh pada bagian (a)

 

 

Jawaban :

 

c).   I­­_CEO = 0,3 mA

3. a). Dengan menggunakan gambar 3.13a, tentukan  at I­_B = 60 µA dan V_CE = 4 V

 b). Ulangi bagian (a) pada I_B = 30 µA dan V_CE = 7 V

         c). Ulangi bagian (a) pada I_B = 10 µA dan V_CE = 10 V
         d). Berdasarkan hasil dari bagian (a) hingga (c), apakah nilai β_dc dari setiap poin bagian pada                      karakteristik? Kapan nilainya yang paling besar?, Bisakah kamu menjelaskan kesimpulan                      umum tentang nilai β_dc yang sesuai dengan gambar 3.13a?

Jawaban :

a). β_dc = I_C / I_B = 6 mA / 60 µA = 100

b). β_dc = I_C / I_B = 3,2 mA / 30 µA = 106,67

c). β_dc = I_C / I_B = 1,3 mA / 10 µA = 130

d). β_dc selalu berubah pada setiap bagian soal pada karakteristiknya.

Semakin kecil nilai I_B, semakin besar nilai V_CE  → semakin besar nilai β_dc

Semakin besar nilai I_B, semakin kecil nilai V_CE  → semakin kecil nilai β_dc

• Pilihan Ganda

    1.          Daerah dimana transistor tidak boleh beroperasi karena bisa rusak disebut

                 a. breakdown

b. cutoff

c. emiter

d. gain

e. saturasi

Jawab : a) breakdown, daerah breakdown dapat diketahui melalui kurva nilai collector, yang bilamana melebihi tegangan tertentu maka arus collector akan meningkat pesat. Hal ini dapat mengakibatkan kerusakan terhadap transistor tersebut. 

2.    Sebuah rangkaian CE menggunakan sebuah bjt yang mempunyai Is = 10-15 A, sebuah

       resistansi collector RC = 6,8 kΩ dan catu daya Vcc = 10 V. Carilah kenaikan                           positif VBE (diatas VBE) yang mendorong transistor ke daerah jenuh, dimana VCE= 0,3 V.

                   a. 6 mV

                   b. 12 mV

                   c. 18 mV

                   d. 24 mV

                   e. 30 mV

                   

                

                  Jawab: b) 12 mV, 

                  Untuk VCE = 0,3 V 

                  IC = 10-0,3/6,8 = 1,617 mA

                  Untuk menaikkan IC dari 1 mA ke 1,617 mA, VBE harus dinaikkan:

                  ᐃVBE = VT In(1,617/1) = 12 mV

  

3.    Untuk bias emiter, tegangan pada resistor emiter sama dengan tegangan antara emiter            dan :

             a. Basis 

               b. Kolektor

               c. Emiter

               d. Ground

               e. Arus Kolektor

         Jawab :  d) Ground,

6. Video[Kembali]

Video pembuatan rangkaian 3.12a  

Video pembuatan rangkaian 3.12b

Video pembuatan rangkaian 3.18

7. Download File[Kembali]

• Download video rangkaian 3.12a [disini]
• Download video rangkaian 3.12b [disini]
• Download video rangkaian 3.18 [disini]

• Download rangkaian 3.12a [disini]
• Download rangkaian 3.12b [disini]
• Download rangkaian 3.18 [disini]

• datasheet transistor npn [disini]
• datasheet transistor pnp [disini]