Self Bias
Self Bias
Tabel data percobaan Self Bias
Prinsip Kerja :
Rangkaian Self-bias adalah suatu konfigurasi polarisasi pada transistor bipolar yang dirancang untuk memastikan bahwa transistor berada dalam kondisi operasi aktifnya, di mana kemampuannya untuk menguatkan sinyal input dapat dioptimalkan. Prinsip kerja dari rangkaian self-bias melibatkan pemanfaatan resistor sebagai komponen utama untuk menentukan titik kerja transistor. Transistor bipolar memiliki dua jenis polarisasi dasar, yaitu polarisasi basis-emitor (VBE) dan polarisasi basis-kolektor (VBC). Fokus utama dalam rangkaian self-bias adalah pada polarisasi basis-emitor.
Tegangan antara basis dan emitor, atau VBE, menjadi krusial untuk memastikan transistor beroperasi dalam mode aktif. Umumnya, 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 teliti karena nilai-nilai resistor ini akan memengaruhi titik kerja transistor. Tegangan catu daya (Vcc) yang disupply ke transistor juga memiliki peran penting dalam menentukan titik kerja, yaitu tegangan yang diterapkan antara kolektor dan emitor.
Rangkaian pembagi tegangan terbentuk melalui resistor basis (RB) dan resistor kolektor (RC), di mana tegangan Vcc dibagi antara keduanya. Nilai VBE yang dihasilkan dari pembagian ini harus lebih besar dari nilai VBE yang diperlukan agar transistor tetap berada dalam mode aktif. Keunggulan utama dari rangkaian self-bias terletak pada kemampuannya mencapai stabilitas tegangan bias (VBE) terhadap fluktuasi suhu dan variasi parameter transistor. Setelah konfigurasi rangkaian diatur, transistor akan berada pada titik kerja yang stabil, memungkinkannya menguatkan sinyal input secara efisien. Posisi titik kerja ini dapat ditentukan melalui analisis kurva karakteristik transistor, memastikan bahwa transistor beroperasi dalam daerah aktifnya.
Dengan demikian, transistor yang menggunakan rangkaian self-bias akan siap untuk menguatkan sinyal input sesuai dengan gain yang diinginkan untuk aplikasi tertentu, dengan VCE sebagai tegangan kolektor-emitor yang menjadi parameter penting dalam proses tersebut.
1. Analisa prinsip kerja dari rangkaian self bias berdasarkan nilai parameter yang didapatkan ketika percobaan
jawab :
Dari data hasil percobaan, berikut ini merupakan prinsip kerja dari rangkaian Self Bias dengan parameter yang didapatkan pada saat percobaan:
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 0,984k ohm) dan RB (pada pengukuran sebesar 9,95k ohm) dan akan menghasilkan Ib dan Ic dengan hasil pengukuran Ib = 0,48mA dan Ic = 5,64mA. 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 0,984k 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 0,733V. Arus yang mengalir dari kaki kolektor ke kaki emitter akan menghasilkan tegangan VCE yang setelah diukur dengan Voltmeter diperoleh nilai sebesar 0,22V.
Arus yang melalui RB lalu masuk ke kaki basis akan menghasilkan tegangan VRB (pada pengukuran sebesar 5,07V) dan arus yang mengalir ke RC lalu ke kaki kolektor akan menghasilkan tegangan VRC (pada pengukuran sebesar 5,72V). Arus yang keluar melalui kaki emitter lalu mengalir melalui RE akan menghasilkan tegangan RE (VRE) yang pada pengukuran diperoleh nilai sebesar 6,22V.
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 :
Pada self bias, berubahnya titik kerja (Q point) biasanya disebabkan beberapa faktor berikut:
- 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 Penjelasan disini
Download Video Percobaan disini
Komentar
Posting Komentar