4.12 Multiple BJT Networks



 1. Pendahuluan[kembali]

Multiple BJT networks adalah strategi desain yang penting dalam rekayasa elektronika modern, memungkinkan insinyur untuk mencapai penguatan sinyal yang lebih tinggi, mengontrol impedansi input/output, dan memenuhi berbagai kebutuhan aplikasi.

Dalam era teknologi yang terus berkembang, multiple BJT networks menjadi kunci dalam merancang rangkaian yang lebih canggih dan efisien. Penerapan teknologi ini mencakup berbagai topologi dan konfigurasi, memberikan fleksibilitas dan kontrol yang lebih besar dalam merancang sirkuit elektronik yang sesuai dengan kebutuhan spesifik.

Penting untuk memahami bahwa setiap konfigurasi multiple BJT networks memiliki karakteristik uniknya sendiri. Mulai dari cascode amplifier untuk penguatan frekuensi tinggi, Darlington pair untuk penguatan yang ekstra tinggi, hingga complementary push-pull amplifier untuk efisiensi daya yang optimal. Pilihan tergantung pada aplikasi yang diinginkan, apakah itu dalam penguat sinyal, pengendalian daya, atau logika. Pemahaman mendalam terhadap prinsip kerja multiple BJT networks akan memberikan dasar yang kuat untuk pengembangan dan pemahaman lebih lanjut dalam merancang sirkuit elektronik yang inovatif dan efektif.

 2. Tujuan[kembali]

  1. Untuk mengetahui apa itu Multiple BJT Networks
  2. Untuk mengetahui semua perhitungan dalam Multiple BJT Networks
  3. Untuk mengetahui rangkaian Multiple BJT Networks

 3. Alat dan Bahan[kembali] 

    Alat 
a. Osiloskop


Osiloskop adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode

Spesifikasi:

Pinout:

Keterangan:

      b. DC Voltmeter 


         DC Voltmeter  merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya. 
 
   Bahan 
a. Transistor

   Transistor adalah komponen elektronika yang ditemukan di berbagai rangkaian dan digunakan sebagai saklar, penguat sinyal, osilator, modulator dan sebagainya. Hampir semua barang elektronik menggunakan sebuah perangkat transistor untuk digunakan di berbagai rangkaian, misalnya untuk televisi, computer, dan audio. Bahan pembuat transistor terdiri dari bahan semi konduktor seperti galium arsenide, silikon, atau germanium yang merupakan elektroda aktif. Transistor memiliki 3 pin terminal yaitu emitor, basis, dan kolektor. Arus kecil pada satu terminal digunakan untuk membangkitkan arus besar pada terminal yang tersisa. Transistor memiliki dua sambungan PN yaitu sambungan kolektor-basis untuk bias mundur dan sambungan basis emitor untuk bias maju.


b. Kapasitor

          Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf "C" adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang nonkonduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatanmuatan positif dan negatif di awan.


c. Resistor  

 
Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R). Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:
Tabel warna
 

Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%
Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Spesifikasi: 

d. Vsine

Vin/VSINE merupakan tegangan basis yang digunakan untuk memasok tegangan bias basis sesuai kebutuhan

         e. Ground

Definisi grounding adalah sistem pentanahan yang berfungsi untuk meniadakan beda potensial sehingga jika ada kebocoran tegangan atau arus akan langsung dibuang ke bumi. 

Fungsi grounding :

Perlindungan dari tegangan tinggi 

Grounding dalam sistem instalasi listrik berungsi untuk mengurangi atau menghindari bahaya yang disebabkan oleh tegangan tinggi.misalnya bahaya petir dengan tegangan tinggi  

Penstabil tegangan 

Grounding dapat berfungsi untuk menstabilkan tegangan pada banyak sumber tegangan. Jika tidak terdapat titik referensi umum untuk  semua sumber tegangan, akan terjadi kesulitan antar masing-masing hubungan

Mengatasi arus yang lebih 

Grounding juga berfungs untuk mengatasi arus yang berlebih, karena sistem grounding ini menyediakan level keselamatan baik kerusakan peralatan atau manusia

 4. Dasar Teori[kembali]

         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.

   5. Percobaan[kembali]

a) Prosedur[kembali]

    • Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan di library proteus
    • Susunlah alat dan bahan tersebut seperti pada rangkaian
    • Resistor  yang digunakan ada diberi hambatan  500, 1k, 2k, 5k, 10k
    • Vsine yang digunakan diberi amplitudo 12V dan frekuensi 1kHz
    • Pakai transistor NPN
    • Pakai Kapasitor sebesar 1uF

 b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

1. Rangkaian 4.64 

    prinsip kerjanya: 

    pada rangkaian ini, dapat dilakukan dengan rangkaian ekivalen yang dimana pada salah satunya memakai metoda rangkaian ekivalen hybrid n atau disebut juga dengan phi. rangkaina ini pada transistor yang dioperasikan pada frekuensi menengah dapat dibuat dengan men-short circuit suply dan semua kapasitor. dimana pada rangkaian ini diketahui Vre = Vrc = Vce sehingga kita mendapakan nilai RL. Pada konfigurasi ini, terminal emitter bersamaan pada sisi input dan output transistor. Input diberikan pada terminal base, dan output diambil dari terminal kolektor. Konfigurasi CE memberikan gain tegangan yang tinggi dan gain arus yang sedang, sehingga cocok untuk tujuan penguatan. 

2. Rangkaian 4.65 

   pada gambar ini, diketahui bahwa untuk tegangan yang telah di short circuit dan untuk capasishoprt circuit juga. Emitor merupakan titik bersama antara input dan output. 

3. Rangkaian 4.66 

    Untuk menganalisa rangkaian CC Amp. sama seperti CE Amp. yaitu dengan memakai metoda rangkaian ekivalen hybrid л (phi). Adapun rangkaian ekivalen hybrid л untuk CC Amplifier. Kolektor merupakan titik bersama antara input dan output. Memberikan penguatan arus yang tinggi dan penguatan tegangan yang sama. Digunakan untuk aplikasi penyesuaian impedansi dan buffering. 

4. Rangkaian 4.67 

    dapat dilihat pada gambar, diketahui bahwa pada resistor berjalan arus dari suply sebesar 12 volt ke kaki base  transistor, lalu menuju ke kaki kolektor dan berjalan ke multivolt, lalu dari multi volt berjalan ke kaki kolektor pada transistor kedua. sama juga dengan transistor 1, kaki emitornya berjalan menuju base transistor kedua. lalu kaki emitor transistor kedu berjalan menuju resistor 2. 

5. Rangkaian 4.68 

    pada rangkaian ini, dari tegangan input berjalan ke resistor 1 lalu berjalan ke capasitor 1. dari capasitor 1 bertemu dengan 4 cabang dimana arus dari tegangan itu akan menuju ke kaki base transistor 2, dan cabang yang lain menuju ke resistor 4. lalu dari power suply yang bernilai 12 volt arus nya berjalan menujun resistor 2 dan resitor 6, dari resistor 6 berjalan mernuju kaki kolektor pada transistor 1, lalu menuju ke kaki emitor transistor 1 ke kaki kolektor transistror 2. dari kaki emitor transistor 2 berjalan menuju resistor 5 dan kapasitor 3.    

6. Rangkaian 4.69 

    pada rangkaian ini, bentuk apabila tegangan input dan tegangan output nya di short circuit, maka r1 berjalan menuju r2 tetapi juga menuju kaki base pada transisitor 1, begitu juga dengan r2 menuju kaki base transistor 2 tetapi juga menuju kaki r3. 

7. Rangkaian 4.70

    pada rangkaian ini, tahapnya sama dengan rangkaian sebelumnya tetapi memiliki perbedaan pada transistor nya dimana pada kaki emitor transisitor 1 menuju ke kaki base transistor 2. sedangkan kaki konduktor pada transistor 2 mendapatkan arus yang mengalir dari power suply yang bernilai 12 volt menuju r3 lalu baru menuju kaki konduktor pada transistor 2.  

8. Rangkaian 4.71

    pada rangkaian ini, dapat diketahui memilik tegangan input dan tegangan output dimana tegangan input berjalan menuju resistor 2 dan pada r1 berjalan menuju kaki base transistor 1 lalu dari r2 menuju kaki konduktor transistor 1 dan 2. 

9. Rangkaian 4.72 

   pada rangkaian ini, dapat dilihat bahwa tegangan inputnya berjalan menuju resistor 1 lalu menuju kapasitor 1, dari kapasitor 1 bertemu dengan percabangan dimana dia akan tetap bmengalir ke resistor 3. sedangkan tegangan pada power suply mengalir ke resistor 2, resistor 4, dan menuju ke kaki kolektor transistor 2, lalu menuju ke kaki emitor transistor 2 ke resistor 6 dan m,engalir juga ke kaki kapastiro 3 lalu ke resistor 7. 

10. Rangkaian 4.73

 






pada rangkaian ini, power suply 1 menuju ke resistor 1 lalu menuju ke resistor 2 tetapi juga menuju ke kaki base transistor 1, lalu dari power suply 2 menuju ke resistor 3 dan menuju ke kaki konduktor transistor 1 setelah itu mengalir ke kaki emitor transistor 1 setelah itu menuju ke resistor 4, tetapi pada resistor 3 dia menemukan percabangan maka juga mengalir ke kaki base transistor 2 lalu menuju kaki emitor transistor 2 ke resistor 5

   c) Video Simulasi [kembali]

rangkaian 4.64

rangkaian 4.65

rangkaian 4.66

rangkaian 4.67

rangkaian4.68


 6. Download File[kembali]



















Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Gambar
BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH  ELEKTRONIKA 2024                                                                                  Nama   : Hafizan Majid NIM : 2310952059 Dosen Pengampu : Dr. Darwison, MT    Referensi : a. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-602-9081-10-7, CV Ferila, Padang  b. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”,Jilid 2,  ISBN: 978-602-9081-10-8, CV Ferila, Padang c. Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013  d. Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002. e. ...
Baca selengkapnya