1. Pendahuluan[kembali]
Untuk menganalisis rangkaian, terutama penguat linier, akan lebih mudah dilakukan dengan menggambarkan kembali penguat tersebut tanpa komponen pembias dan menggantinya untuk setiap komponen aktif dengan jaringan impedansi dan atau admintansi serta sumber tegangan dan atau sumber arus yang tepat. Menggambarkan kembali komponen aktif dengan rangkaian pengganti inilah yang disebut dengan rangkaian ekivalen. Rangkaian ekivalen mempunyai perilaku hampir sama dengan rangkaian aslinya untuk frekuensi terbatas. Dengan rangkaian ekivalen cara kerja dan pembatasan-pembatasan suatu rangkaian atau komponen dapat dipahami dan dievaluasi dengan tepat terhadap unjuk kerja rangkaian yang dibuat. Intinya, rangkaian ekivalen digunakan untuk menyederhanakan suatu rangkaian agar analisis dapat dilakukan dengan lebih sederhana dengan hasil yang akurat.
2. Tujuan[kembali]
1. Mengetahui rangkaian pengganti transistor BJT dengan pemodelan sinyal kecil AC
2. mampu memodelkan transistor BJT dengan model parameter hybrid
3. Alat dan Bahan[kembali]
A. Alat
Voltmeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur beda potensial atau tegangan listrik dari dua titik potensial listrik.
B. Bahan
1). Resistor
resistor berfungsi sebagai pengatur dalam membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian, menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika dan menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika.
2). Ground
ground berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah saat terjadi kebocoran isolasi atau percikan api pada konsleting.
3). Transistor
Transistor merupakan alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus, stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.
4). Baterai
Baterai berfungsi untuk meyediakan atau menyuplai energi listrik bagi alat elektronik tanpa harus tersambung ke listrik. Baterai adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik.
5). Kapasitor
Kapasitor adalah perangkat yang dapat menyimpan energi dalam medan listrik dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal muatan listrik.
4. Dasar Teori[kembali]
Sebuah model adalah kombinasi elemen rangkaian yang dipilih mendekati karakteristik sebenarnya dari sebuah perangkat semikonduktor pada kondisi operasi tertentu.
Rangkaian ekivalen AC:
1. setting sumber tegangan DC menjadi nol dengan ganti rangkaian short circuit
2. Ganti semua kapasitor dengan rangkaian ekivalen short circuit
3. Hilangkan semua elemen yang di bypass oleh ekivalen short circuit
4. Gambar ulang rangkaiannya
Rangkaian BJT diatas dapat diganti dengan:
A. Parameter Zi, Zo, Av, Ai
Impedansi input transistor BJT adalah resistif murni dan tergantung bagaimana cara transistor diterapkan. Pada frekuensi rendah-menengah kurang dari sama dengan 100 kHz
Impedansi output ditentukan pada terminal output dengan melihat pada sistem saat sinyal input diset sama dengan nol.
3. Penguatan Tegangan (Av)
Parameter hybrid (h) adalah sebuah pendekatan matematika lanjut dalam analisis rangkaian transistor linier. Parameter ini merupakan alat yang paling maju untuk mencari penguatan tegangan, impedansi input dan impedansi output yang tepat dari sebuah penguat transistor.
5. Percobaan[kembali]
a) Prosedur[kembali]
1. Buka aplikasi proteus
2. Tekan "New Project"
3. Ketika sudah berada di lembaran kosong, tekan Ctrl-P di keyboard
4. Cari alat dan bahan yang dbutuhkan untuk membuar rangkaian clamper
5. Posisikan alat dan bahan
6. sambungkan setiap alat dan bahan dengan wire dengan cara mengklik ujung setiap komponen listrik yang hendak dihubungkan.
7. Ubah nilai dan satuan setiap komponen listrik dengan mengklik komponen tersebut
8. tambahkan Voltmeter dan amperemeter dan hubungkan dengan komponen listrik yang ingin diukur tegangan dan arusnya.
9. Klik "system" dibagian atas tampilan layar
10. pilih "set animation option"
11. ceklis dua kotak di pojok kanan bawah
12. lalu klik "OK"
13. tekan play di pojok kiri bawah tampilan layar
14. Dapat diamati arah arus dan besar masing-masing tegangan dan arusnya.
b) Rangkaian simulasi [kembali]
Rangkaian 5.118
.png)
Prinsip Kerja :
Sinyal AC masukan diberikan melalui V1. Sinyal ini dilewatkan melalui kapasitor C2 untuk menghilangkan komponen DC dari sinyal tersebut. Resistor R3 (470k) digunakan untuk memberikan bias pada basis transistor Q1 (2N2222), memastikan transistor beroperasi dalam mode aktif. Resistor R2 (1k) bersama dengan kapasitor C2 membentuk jaringan bias untuk stabilisasi. Transistor Q1 berfungsi sebagai penguat. Sinyal yang sudah dibias masuk ke basis Q1. Sinyal input diperkuat oleh transistor dan sinyal keluaran diambil dari kolektor transistor. Resistor R1 (4.7k) dihubungkan pada kolektor transistor Q1 dan suplai tegangan +8V untuk membatasi arus yang mengalir melalui transistor. Kapasitor C1 (1uF) digunakan sebagai kopling untuk menghilangkan komponen DC dari sinyal keluaran, sehingga hanya sinyal AC yang diperkuat yang diteruskan ke beban (dalam hal ini, komponen seperti meteran atau alat ukur). Sinyal keluaran setelah penguatan diambil dari kolektor transistor melalui kapasitor C1 dan dihubungkan ke alat ukur (seperti yang ditunjukkan pada gambar).
Secara keseluruhan, rangkaian ini berfungsi untuk menguatkan sinyal AC yang kecil menjadi sinyal yang lebih besar, menggunakan prinsip kerja transistor sebagai penguat arus. Resistor dan kapasitor digunakan untuk memberikan bias yang tepat dan untuk mengkopling sinyal AC.
Rangkaian 5.121
.png)
Prinsip Kerja : Sinyal AC masukan diberikan melalui sumber tegangan V1. Sinyal ini dilewatkan melalui kapasitor C3 (1nF) untuk menghilangkan komponen DC dari sinyal tersebut, hanya melewatkan sinyal AC. Resistor R1 (1k) dan R2 (3k) digunakan untuk memberikan bias yang tepat pada basis transistor Q1 (2N2905). Rangkaian ini memastikan bahwa transistor berada dalam mode aktif. Q1 adalah transistor PNP yang bertindak sebagai penguat arus. Sinyal yang telah dibias masuk ke basis Q1 melalui R1 dan R2. Ketika sinyal AC diterapkan ke basis Q1, transistor akan menguatkan sinyal tersebut. Arus kolektor (Ic) akan mengalir dari emitor ke kolektor. Resistor R3 (2.2k) dihubungkan pada kolektor transistor Q1 dan suplai tegangan B2 (12V) untuk membatasi arus yang mengalir melalui transistor dan menyesuaikan tingkat penguatan sinyal. Baterai B1 (6V) memberikan tegangan bias pada emitor transistor Q1 untuk memastikan operasi yang stabil dari transistor. Kapasitor C1 (1nF) digunakan sebagai kapasitor kopling untuk menghilangkan komponen DC dari sinyal keluaran. Ini memastikan bahwa hanya sinyal AC yang diperkuat yang diteruskan ke beban. Sinyal keluaran yang diperkuat diambil dari kolektor transistor melalui kapasitor C1 dan dihubungkan ke alat ukur voltmeter untuk mengukur tegangan keluaran.
Komponen yang digunakan dalam Complete Hybrid Equivalent Model adalah sebagai berikut:
Transistor: merupakan komponen dasar dari model ini dan terdiri dari tiga terminal, yaitu emitter, base, dan collector.
Resistansi internal transistor: resistansi internal transistor biasanya diabaikan pada model transistor yang lebih sederhana, tetapi pada Complete Hybrid Equivalent Model, resistansi ini dimasukkan sebagai komponen model.
Resistor eksternal: resistor eksternal dapat ditambahkan pada rangkaian untuk memberikan polarisasi pada transistor.
Sumber tegangan: sumber tegangan dapat diberikan pada rangkaian untuk memberikan sinyal input.
Sumber arus: sumber arus dapat diberikan pada rangkaian untuk memberikan sinyal input.
Kapasitor: kapasitor dapat digunakan untuk memblokir arus DC dan melewatkan sinyal AC ke transistor.
Induktor: induktor dapat digunakan untuk menghalangi arus DC dan melewatkan sinyal AC ke transistor.
Transformer: transformer dapat digunakan untuk mengubah impedansi antara sumber dan beban pada rangkaian.
c) Video Simulasi [kembali]
Video Rangkaian 1
Video Rangkaian 2
6. Download File
[kembali]
A. Download File Rangkaian
B. Download File Video