Tugas Pendahuluan Modul 2

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Penjelasan Kondisi

2. Prinsip Kerja Kondisi

3. Rangkaian Kondisi

4. Video Penjelasan Kondisi

5. Tugas Pendahuluan (Soft File)

kondisi 1 = Buatkan Rangkaian Fixed Bias Transistor Pada Proteus dengan Menggunakan Transistor NPN  

1. Penjelasan Kondisi [Kembali]

Rangkaian fixed bias merupakan konfigurasi dasar untuk transistor NPN di mana sumber tegangan DC utama (VCC) terhubung ke kolektor melalui resistor kolektor (RC) dan juga ke basis melalui resistor basis (RB), sementara emitornya terhubung langsung ke ground. Tujuan utama dari desain ini, yang secara khas hanya menggunakan satu resistor basis, adalah untuk memberikan arus bias awal agar transistor dapat beroperasi di daerah aktif. Agar hal ini tercapai, sambungan basis-emitor (BE) harus berada dalam kondisi bias maju, yang membutuhkan tegangan basis sekitar 0.7V di atas emitor untuk transistor silikon, dan sambungan basis-kolektor (BC) harus dalam kondisi bias mundur. Nilai RB menjadi sangat krusial; jika nilainya terlalu besar, arus basis (IB) yang dihasilkan akan terlalu kecil dan menyebabkan transistor tidak aktif (cut-off), sebaliknya jika nilai RB terlalu kecil, arus basis akan menjadi terlalu besar sehingga mendorong transistor masuk ke kondisi saturasi. Oleh karena itu, nilai RB harus dihitung dengan cermat untuk memastikan arus basis yang tepat mengalir, yang pada gilirannya memungkinkan arus kolektor (IC) mengalir melalui RC dan menciptakan penurunan tegangan yang menempatkan transistor pada titik kerja yang stabil di daerah aktif.

 

2. Prinsip Kerja Kondisi [Kembali]

Prinsip kerja rangkaian ini dapat dibagi menjadi dua kondisi: kondisi bias DC (tanpa sinyal) dan kondisi saat ada sinyal AC (sebagai penguat).

A. Kondisi Bias DC (Titik Kerja / Q-point)

Tujuan utama dari bias adalah memastikan transistor berada di daerah aktif saat tidak ada sinyal input. Syarat daerah aktif adalah:

1. Sambungan Basis-Emitor (BE) harus dalam kondisi forward bias (bias maju). Untuk transistor silikon, ini membutuhkan $Vbe\approx 0.7V$.

2. Sambungan Basis-Kolektor (BC) harus dalam kondisi reverse bias (bias mundur).

Langkah-langkah kerjanya adalah sebagai berikut:

1. Resistor $Rb$ menyediakan jalur dari $Vcc$ ke basis, sehingga arus basis ($Ib$) mengalir. Nilai arus ini ditentukan oleh:

   $$I_B=\frac{V_{CC}-V_{BE}}{R_B}$$

2. Arus basis yang kecil ini akan "membuka keran" transistor, sehingga arus kolektor ($Ic$) yang jauh lebih besar dapat mengalir dari Vcc melalui $Rc$ ke kolektor. Hubungan antara kedua arus ini didefinisikan oleh penguatan arus DC ($\beta$ atau $h\_FE$):

   $$I_C=\beta \cdot I_B$$

3. Aliran arus $Ic$ melalui $Rc$ menyebabkan adanya penurunan tegangan (voltage drop). Akibatnya, tegangan di terminal kolektor ($Vc$) menjadi lebih rendah dari Vcc.

   $$V_C=V_{CC}-(I_C\cdot R_C)$$

   Karena emitor terhubung ke ground ($Ve=0$), maka $Vce=Vc$.

Peran Kritis Resistor Basis ($R\_B$): Pemilihan nilai $R\_B$ sangat menentukan mode operasi transistor:

• Jika $Rb$ terlalu besar: $Ib$ akan sangat kecil, sehingga $Ic$ juga kecil atau bahkan nol. Transistor masuk ke daerah Cut-off (seperti saklar terbuka).

• Jika $Rb$ terlalu kecil: $Ib$ akan sangat besar, memaksa $Ic$ mengalir hingga maksimal. Transistor masuk ke daerah Saturasi (seperti saklar tertutup).

• Jika $Rb$ bernilai tepat: Transistor akan berada di daerah aktif, siap untuk menguatkan sinyal.

B. Operasi Sebagai Penguat Sinyal AC

Ketika sinyal AC kecil dimasukkan ke basis, sinyal ini akan "menumpangi" tegangan bias DC.

• Saat siklus positif sinyal AC: Tegangan di basis meningkat. Ini menyebabkan $Ib$ ikut meningkat. Akibatnya, $Ic$ juga meningkat secara proporsional ($Ic=\beta \cdot Ib$). Kenaikan $Ic$ membuat penurunan tegangan di $Rc$ semakin besar, sehingga tegangan output di kolektor ($Vc$) menjadi lebih rendah (turun).

• Saat siklus negatif sinyal AC: Tegangan di basis menurun. Ini menyebabkan $Ib$ ikut menurun. Akibatnya, $Ic$ juga menurun. Penurunan $Ic$ membuat penurunan tegangan di $Rc$ semakin kecil, sehingga tegangan output di kolektor ($Vc$) menjadi lebih tinggi (naik).

Hasilnya, sinyal output di kolektor merupakan versi diperkuat (amplified) dari sinyal input, namun dengan fasa yang terbalik 180°.

3. Rangkaian Kondisi [Kembali]

4. Video Penjelasan Kondisi [Kembali]

5. Tugas Pendahuluan (Soft File) [Kembali]

Download File Tugas Pendahuluan Tulis Tangan [Klik Disini]

Download File Rangkaian Kondisi [Klik Disini]

Download File Video Penjelasan [Klik Disini]