tugas elektronika sub 4.5



1.Pendahuluan[Back]

    Mengenai kondigurasi pembagi tegangan (voltage-divider) dalam konteks bias pada rangkaian transistor merupakan langkah awal yang penting dalam memahami prinsip dasar dan aplikasi dari konsep tersebut. Konfigurasi pembagi tegangan digunakan dalam berbagai aplikasi elektronika, termasuk dalam rangkaian bias transistor, yang bertujuan untuk menentukan level tegangan yang sesuai untuk mengoperasikan transistor dengan stabil.
    Rangkaian bias transistor merupakan salah satu aspek paling fundamental dalam desain sirkuit transistor. Dalam prinsip dasarnya, rangkaian bias bertujuan untuk memberikan tegangan dan arus yang tepat ke terminal basis transistor, sehingga transistor dapat beroperasi pada titik kerja yang diinginkan. Dalam banyak kasus, pengaturan tegangan bias ini diperlukan untuk memastikan transistor beroperasi dalam mode linier, yaitu pada daerah aktifnya, dan menghindari jenuh(saturation) atau memotong(cut-off).
    Konfigurasi pembagi tegangan (voltage-divider) merupakan salah satu pendekatan yang umum digunakan dalam menyediakan tegangan bias yang tabil dan dapat diatur pada terminal basis transistor. Pendekatan ini memanfaatkan prinsip pembagian tegangan dari serangkaian resistor yang terhubung secara seri antara sumber tegangan dan ground. Dengan mengatur perbandingan nilai resistansi pada rangkaian pembagi, kita dapat menghasilkan tegangan yang diinginkan pada titik tertentu dalam rangkaian.
    Dalam konteks bias transistor, konfigurasi pembagi tegangan sering digunakan unutk menetukan level tegangan basis yang dibutuhkan untuk mengendalikan arus kolektor transistor. Sebagai contoh, dalam konfigurasi polarisasi tetap (fixed bias) pada transistor BJT (Bipolar Junction Transistor), tegangan basis biasanya ditentukan oleh pembagi tegangan yang disesuaikan dengan karakteristik transistor dan kebutuhan sirkuit.
    Selain itu, konfigurasi pembagi tegangan juga memungkinkan fleksibilitas dalam mengatur tegangan bias sesuai dengan perubahan lingkungan atau persyaratan sirkuit yang berubah. Dengan memilih nilai resistor yang tepat, kita dapat memastikan bahwa tegangan basis transistor tetap stabil meskipun ada fluktasi tegangan sumber atau variasi parameter transistor.

2.Tujuan[Back]
  • mengetahui apa itu voltage-divider bias
  • memahami cara merancang dan menganalisis rangkaian pembagi tegangan yang dapat digunakan untuk menentukan nilai tegangan pada titik tertentu dalam sebuah rangkaian listrik.
  • menggali pemahaman tentang konfigurasi bias pembagi tegangan, juga penting untuk memahami berbagai aplikasi dalam teknologi dan ilmu pengetahuan, seperti ilmu  pengetahuan, seperti dalam rangkaian pengukuran tegangan, serta dalam pengembangan sirkuit elektronik lainnya.  
3.Alat dan Bahan[Back]

Bahan
  1. Baterai (Battery)


    Baterai disini berfungsi sebagai sumber energi yang nantinya akan dialirkan ke dalam rangkaian elektronika.

  2. Osiloskop
    Osiloskop berfungsi untuk memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari.

  3. Resistor


    Fungsi utama resistor adalah membatasi aliran arus. Resistor dapat menahan arus dan memperkecil  besar arus. Besar resistansi (kemampuan menahan arus) resistor disesuaikan dengan kebutuhan perangkat elektronika.
    cara menghitung nilai resistor

  4. Transistor
    Transistor ini berfungsi sebagai amplifier atau penguat pada rangkaian.

  5. Kapasitor
    6. Kapasitor ini berfungsi sebagai penyimpan arus atau tegangan listrik.

  6. Ground


    Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik teganan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

4.Dasar Teori[Back]
  • Rangkaian Voltage Divider Bias

Seperti yang ditunjukkan pada gmabar 4.28, arus bias pembagi tegangan adalah arus bias yang diturunkan dari tegangan pada R2 yang terhubung ke VCC secara seri dengan R1 dan R2. Jika dianalisa dengan baik, konfigurasi pembagi tegangan pada Gambar 4.28 dapat dibias dengan sensitivitas yang sangat kecil terhadap perubahan beta. Jika parameter sirkuit dipilih dengan benar, level ICQ dan VCEQ yang dihasilkan hampir sepenuhnya independen dari beta. Titik Q ditentukan oleh level tetap ICQ dan VCEQ, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.29 . Level IBQ akan bervariassi dengan versi beta, tetapi titik operasi pada karakteristik yang ditentukan oleh ICQ dan VCEQ dapat ettap konstan jika parameter rangkaian yang sesuai digunakan.

Untuk analisis jaringan DC, Gambar 4.28 dapat digambar ulang seperti pada Gambar 4.30. Sisi input rangkaian kemudian dapat digambar ulang untuk analisis DC seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.31. Rangkaian kiri dapat dianalisis menggunakan metode Thevenin.

Seperti terlihat pada Gambar 4.32, sumber tegangan diganti dengan hubung singkat. Dengan cara ini, rumus Rth dapat diperoleh. Kemudian kembalikan sumber tegangan Vcc ke rangkaian semula seperti pada Gambar 4.33 untuk mendapatkan rumus Eth .
Setelah mendapatkan Rth dan Eth, rangkaian dapat diubah seperti pada Gambar 4.34. Kemudian kita bisa mendapatkan Ib dengan persamaan:

Berikutnya pada saat IB diketahui,Jumlah bersih yang tersisa dapat ditemukan dengan cara yang sama seperti yang dikembangkan untuk konfigurasi bias emitor. Itu adalah:

  • Kejenuhan Transistor
    Rangkaian kolektor-emitor keluaran dari konfigurasi pembagi tegangan memiliki tampilan yang sama dengan rangkaian emitor bias yang dianalisis pada Bagian 4.4. Oleh karena itu, persamaan arus saturasi yang dihasilkan (ketika VCE diatur ke nol volt pada skematik) sama dengan yang diperoleh untuk konfigurasi bias emitor. Ini adalah


  • Analisis Load-line
    Kesamaan dengan rangkaian keluaran untuk konfigurasi emitor bias menghasilkan sambungan yang sama untuk saluran beban untuk konfigurasi pembagi tegangan.





SOAL LATIHAN
  1. Sebuah transistor bipolar jenis NPN digunakna dalam rangkaian seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Diberikan bahwa ttegangan Vcc = 10 V dan Vbe = 0.7 V. Jika kita ingin mengatur tegangan basis sebesar 0.6 V dan arus basis yang diperlukan adalah 20 µA, maka nilai resistor R1 dan R2 yang tepat adalah ...
    a. R1 = 330 Ω, R2 = 1.5 Ω
    b. R1 = 47Ω, R2 = 2.2 Ω
    c. R1 = 1 kΩ, R2 = 3.9 Ω
    d. R1 = 560 Ω, R2 = 4.7 Ω
    jawab: d. R1 = 560Ω, R2 = 4.7 Ω

  2. Dalam konfigurasi bias voltage-divider, jika Re sangat besar dibandingkan dengan Rth/β, kita dapat mengabaikan istilah kedua dalam penyebut, yang memberikan perkiraann cepat kita. Dalam hal ini, persamaan yang digunakan adalah...
    a. IC = (Vth - Vbe) / Re
    b. IC = (Vth + Vbe) / Re
    c. IC = (Vth - Vbe) / (Re + Rth / β)
    d. IC = (Vth + Vbe) / (Re + Rth / β)
    jawab: a. IC = (Vth - Vbe) / Re

  3. Dalam konfigurasi bias voltage-divider, jika kita menganggap bahwa arus pembagi jauh lebih kecil dari arus basis, maka arus kolektor (IC) dapat ditemukan dengan mudah. Persamaan yang digunakan adalah ...
    a. IC = (Vth - Vbe) / Re
    b. IC = (Vth + Vbe) / Re
    c. IC = (Vth - Vbe) / (Re + Rth / β)
    d. IC = (Vth + Vbe) / (Re + Rth / β)
    jawab: c. IC = (Vth - Vbe) / (Re + Rth / β)

5. Percobaan[Back]
  • Prosedur Percobaan
  1. Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
  2. Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
  3. Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
  4. Selanjutnya, hubungkan  semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
  5. Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka rangkaian akan berfungsi yang berarti rangkaian bekerja 
  • Prinsip Kerja
    Di sini jaringan pembagi tegangan digunakan untuk membiaskan konfigurasi transistor emitor umum untuk stabilitas. Nama konfigurasi bias ini berasal dari fakta bahwa dua resistor RB1 dan RB2 membentuk pembagi tegangan atau jaringan pembagi tegangan di catu daya dengan persimpangan titik pusat yang terhubung ke terminal basis transistor seperti yang ditunjukkan pada gambar.
    Bias pembagi tegangan ini adalah metode transistor biasing yang paling banyak digunakan. Dioda emitor dari transistor bias maju oleh tegangan yang dikembangkan melintasi resistor RB2. Selanjutnya, rangkaian pembagi tegangan membuat rangkaian transistor kebal terhadap perubahan beta karena tegangan bias yang diatur pada terminal basis, emitor, dan kolektor transistor tidak bergantung pada nilai rangkaian eksternal.
    Untuk menghitung tegangan yang dikembangkan melintasi resistor RB2 dan tegangan yang diterapkan ke basis, kami cukup menggunakan rumus pembagi tegangan untuk resistor seri. Biasanya penurunan tegangan pada resitor RB2 jauh lebih kecil daripada resistor RB1. Jelas, tegangan basis transistor VB sehubungan dengan ground akan sama dengan tegangan pada Rb2. Besarnya arus bias yang mengalir melalui resistor RB2 biasanya diatur 10 kali nilai arus basis IB yang diinginkan sehingga cukup tinggi untuk tidak mempengaruhi perubahan arus pembagi atau Beta.
  • Gambar & Video Rangkaian
Rangkaian 4.28




Rangkaian 4.30




Rangkaian 4.31




Rangkaian 4.32




Rangkaian 4.33





Rangkaian 4.34




Rangkaian 4.35




Rangkaian 4.36




Rangkaian 4.37




6. Download File[Back]

Komentar

Posting Komentar

Postingan Populer