6.2 KONFIGURASI BIAS TETAP

6.2 KONFIGURASI BIAS TETAP

DAFTAR ISI

1. Tujuan
2. Komponen dan Fungsinya
3. Dasar Teori
4. Rangkaian dan Prinsip Kerja
5. Soal
6. Video
7. Link Download

6.2 FIXED BIAS CONFIGURATION

1.                  TUJUAN

Tujuan dari pembuatan materi ini adalah untuk mengetahui lebih lanjut tentang KONFIGURASI BIAS TETAP

2.                  KOMPONEN DAN FUNGSINYA
a. Resistor                       
   Resistor adalah komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi tertentu (tahanan) dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua kutubnya, nilai tegangan terhadap resistansi berbanding dengan arus yang mengalir.
  
b. Kapasitor                                          
Kapasitor adalah salah satu jenis komponen elektronika yang memiliki kemampuan dapat menyimpan muatan arus listrik di dalam medan listrik selama batas waktu tertentu dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan arus listrik tersebut. Kapasitor juga memiliki sebutan lain, yakni kondensator.

c. Transistor                                                 
     Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). 

d. Voltmeter
                                                 
 Voltmeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besara tegangan atau beda potensial listrik antara dua titik pada suatu rangkaian listrik yang dialiri arus listrik.

e.  Ground

                                                                  
Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik kembali nya arus listrik arus searah atau titik kembali nya sinyal bolak balik atau titik patokan (referensi) dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik di dalam rangkaian elektronika.

3.                  DASAR TEORI

Yang paling sederhana dari pengaturan biasing untuk JFET n-channel muncul pada Gambar 6.1.  Dirujuk sebagai konfigurasi tetap-bias, ini adalah salah satu dari beberapa konfigurasi FET yang dapat dipecahkan secara langsung menggunakan pendekatan matematika atau grafis.  Kedua metode dimasukkan dalam bagian ini untuk menunjukkan perbedaan antara kedua filosofi dan juga untuk menetapkan fakta bahwa solusi yang sama dapat diperoleh dengan menggunakan kedua metode tersebut.

Konfigurasi Gambar 6.1 termasuk level ac V, dan V, dan kapasitor kopling (C dan C).  Ingat bahwa kapasitor kopling adalah "sirkuit terbuka" untuk analisis de dan impedansi rendah (pada dasarnya sirkuit pendek) untuk analisis ac.  Resistor Rg hadir untuk memastikan bahwa V, muncul pada input ke penguat FET untuk analisis ac (Bab 9).  Untuk analisis dc,

IG = 0 A

Dan

VRG = IGRG = (0 A) RG = 0 V

Penurunan tegangan nol pada Re memungkinkan penggantian Rg dengan ekivalensi hubung singkat, seperti yang muncul dalam jaringan Gambar 6.2 yang secara khusus digambar ulang  untuk analisis de.

Fakta bahwa terminal negatif baterai terhubung langsung ke potensial positif yang ditentukan dari Vas dengan jelas mengungkapkan bahwa polaritas Vas secara langsung berlawanan dengan yang dari VGG Menerapkan hukum tegangan Kirchhoff searah jarum jam searah dengan loop yang ditunjukkan dari  Gambar 6.2 akan menghasilkan

Karena VGG adalah catu de tetap, maka tegangan Vas tetap besarnya, sehingga menghasilkan notasi "konfigurasi bias tetap".  Tingkat arus tiriskan yang dihasilkan Ip sekarang dikendalikan oleh persamaan Shockley:

Karena Vgs adalah kuantitas tetap untuk konfigurasi ini, besarnya dan isyaratnya dapat dengan mudah disubstitusikan ke dalam persamaan Shockley dan tingkat yang dihasilkan dari Ip dihitung.  Ini adalah salah satu dari beberapa contoh di mana solusi matematika untuk konfigurasi FET cukup langsung. 

Analisis grafis akan membutuhkan plot persamaan Shockley seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.3.  Ingatlah bahwa memilih VGs = Vp2 akan menghasilkan arus drain dari Ipss / 4 saat merencanakan persamaan.  Untuk analisis bab ini, tiga titik yang ditentukan oleh Ipss-Vp, dan persimpangan yang baru saja dijelaskan akan cukup untuk memplot kurva. 

Pada Gambar 6.4, level tetap Vas telah ditumpangkan sebagai garis vertikal pada VGs = -VGG.  Pada titik mana pun pada garis vertikal, level Vas adalah - VGG level Ip harus ditentukan pada garis vertikal ini.  Titik di mana dua kurva

intersect adalah solusi umum untuk konfigurasi-biasa disebut sebagai diam atau titik operasi.  Subskrip Q akan diterapkan untuk mengalirkan tegangan arus dan gerbang-ke-sumber untuk mengidentifikasi levelnya pada titik-Q.  Perhatikan pada Gambar 6.4 bahwa level diam Ip ditentukan dengan menggambar garis horizontal dari titik-Q ke sumbu Ip vertikal seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.4.  Penting untuk disadari bahwa begitu jaringan Gambar 6.1 dibangun dan beroperasi, tingkat de I dan Ves yang akan diukur oleh meter Gambar 6.5 adalah nilai diam yang ditentukan oleh Gambar 6.4. 

Tegangan drain-to-source dari bagian keluaran dapat ditentukan dengan menerapkan hukum tegangan Kirchhoff sebagai berikut:

+ Vps + Ip Rp - Vpp  = 0

Vps = VpD IpRp   (6.6)

dan Ingat bahwa tegangan subskrip tunggal merujuk pada tegangan pada suatu titik sehubungan dengan ground.  Untuk konfigurasi Gambar 6.2,

Vs = 0 V (6.7)

Menggunakan notasi rangkap dua:

Vps = Vp - Vs

           Atau

Vp = Vps + Vs = Vps + 0 V

dan

Vn = Vps (6.8)

Selain itu,

VGs = VG  - Vs

Atau

VG = VGs + Vs = Vas + 0 V

Dan

VG = VGs (6.9)

Fakta bahwa VD = Vps dan VG = Ves cukup jelas dari kenyataan bahwa Vs = 0V, tetapi derivasi di atas dimasukkan untuk menekankan  hubungan yang ada antara notasi rangkap-rangkap dan rangkap-rangkap.  Karena konfigurasi membutuhkan dua persediaan, penggunaannya terbatas dan tidak akan dimasukkan dalam daftar konfigurasi FET yang paling umum. 

4.                  RANGKAIAN DAN PRINSIP KERJANYA

Rangkaian yang ditunjukkan disebut sebagai "rangkaian bias base tetap", karena arus base transistor, I_B tetap konstan untuk nilai Vcc yang diberikan, dan oleh karena itu titik operasi transistor juga harus tetap tetap. Jaringan bias dua resistor ini digunakan untuk menetapkan daerah operasi awal transistor menggunakan bias arus tetap.

Jenis susunan bias transistor ini juga merupakan bias dependen beta karena kondisi operasi tunak adalah fungsi dari nilai beta β transistor, sehingga titik bias akan bervariasi pada kisaran lebar untuk transistor dengan jenis yang sama dengan karakteristik dari Transistor tidak akan persis sama.

Dioda emitter dari transistor bias maju dengan menerapkan tegangan bias base positif yang diperlukan melalui resistor yang membatasi arus R_B. Dengan asumsi transistor bipolar standar, penurunan tegangan base-emitter maju akan menjadi 0.7V. Maka nilai R_B secara sederhana: ( VCC - V_BE )/I_B di mana I_B didefinisikan sebagai I_C/β.

Dengan jenis Resistor tunggal dari metode bias ini, tegangan dan arus bias tidak tetap stabil selama operasi transistor dan dapat sangat bervariasi. Juga suhu transistor dapat mempengaruhi titik operasi.

5.                  SOAL

Tentukan yang berikut untuk jaringan Gambar 6.6.

(a) Vaso

(b) Ing

(c) Vps-

(d) Vp. 

(e) VG. 

(f) Vs.   

Solusi

1. Pendekatan Matematika:

(a) Vaso = - VGG = -2 V VGs Vp = 10 mA (1 0,25) = 5,625 mA

(b) Dalam, = las 1 - - 10 ma (1 - 10 mA (0,75) 10 mA (  0,5625)

(c) Vps = Vpp - I „Rp = 16 V - (5,625 mA) (2 kf) = 16 V - 11,25 V = 4,75 V

 (d) Vp = Vps = 4,75 V

(e) VG = VGs = -  2 V

(f) Vs = 0 V

2. Pendekatan Grafis:

Kurva Shockley yang dihasilkan dan garis vertikal pada Ves = -2 V disediakan pada Gambar 6.7. Tentu saja sulit untuk membaca di luar tempat kedua tanpa secara signifikan di dalam mengerutkan ukuran gambar,

 tetapi solusi 5,6 mA dari grafik Gambar. 6.7 cukup dapat diterima.  Oleh karena itu, untuk bagian

(a) VGSQ = -VGG = -2 V

(b) Ipo = 5,6 mA

 (c) Vps = VDp - 1 "Rp = 16 V - (5,6 mA) (2 kN) 16 V - 11,2 V  = 4,8 V

(d) VD = VDs = 4,8 V

(e) VG = VGs = -2 V% 3D

 (f) Vs = 0 V

Hasilnya jelas mengkonfirmasi fakta bahwa pendekatan matematika dan grafis menghasilkan solusi yang cukup dekat.

6.                  VIDEO

7.                  LINK DOWNLOAD
Link download video [download]
Link download Rangkaian [download]