Cara kerja transistor sebagai penguat

Transistor sebagai penguat ( amflifier )

Transistor merupakan sebuah perangkat semikonduktor yang memiliki 3 terminal. 

·        C = Collector (Kolektor)

·        B = Base (Basis)

·        E = Emitter (Emitor)

Sebuah transistor mampu bekerja pada 3 daerah, daerah aktif, cut-off dan saturasi. Saat transistor dalam keadaan mati berarti transistor itu dalam daerah cut-off sedangkan saat transistor dalam keadaan hidup maka transistor bekerja pada daerah saturasi.

Dan yang terakhir saat sebuah transistor berada  dalam daerah  aktif maka transistor ini dalam keadaan aktif , yang sering difungsikan sebagai penguat. Fungsi transistor sebagai penguat adalah untuk meningkatkan sinyal masukan.

Rangkaian penguat atau amplifier dapat didefinisikan sebagai, rangkaian yang digunakan untuk memperkuat sinyal. Input dari penguat adalah tegangan atau arus, di mana output akan menjadi sinyal input penguat.

Rangkaian penguat yang menggunakan transistor dikenal sebagai penguat transistor. Aplikasi rangkaian penguat transistor terutama terlibat dalam audio, radio, komunikasi serat optik, dll.

Konfigurasi Transistor diklasifikasikan menjadi tiga jenis seperti CB (common base), CC (common collector), dan CE (Common emitter). Tetapi konfigurasi common emitor sering digunakan dalam aplikasi seperti penguat audio. Karena dalam konfigurasi CB, gain <1, dan pada konfigurasi CC, gain hampir setara dengan 1.

Parameter dari transistor yang baik terutama mencakup parameter yang berbeda yaitu gain tinggi, laju perubahan tegangan tinggi, bandwidth tinggi, linearitas tinggi, efisiensi tinggi, impedansi input daya tinggi, dan stabilitas tinggi dll.

Transistor dapat digunakan sebagai penguat (amplifier) dengan meningkatkan kekuatan sinyal lemah. Dengan bantuan rangkaian penguat transistor berikut, orang dapat memperoleh ide tentang bagaimana rangkaian transistor bekerja sebagai rangkaian penguat.

Pada rangkaian di bawah ini, sinyal input dapat diterapkan di antara persimpangan base-emitor dan output melintasi beban RC yang terhubung dalam rangkaian kolektor.

Untuk penguatan yang akurat, selalu ingat bahwa input terhubung dalam bias maju sedangkan output terhubung pada bias balik. Untuk alasan ini, selain sinyal, kami menerapkan tegangan DC (VEE) di rangkaian input seperti yang ditunjukkan pada rangkaian di atas.

Secara umum, rangkaian input termasuk resistansi rendah sebagai hasilnya; sedikit perubahan akan terjadi pada tegangan sinyal pada input yang mengarah ke perubahan signifikan dalam arus emitor. Karena tindakan transistor, perubahan arus emitor akan menyebabkan perubahan yang sama di dalam rangkaian kolektor.

Saat ini, aliran arus kolektor melalui RC menghasilkan tegangan besar di atasnya. Oleh karena itu, sinyal lemah yang diterapkan pada rangkaian input akan output dalam bentuk yang diperkuat di rangkaian kolektor dalam output. Dalam metode ini, transistor berfungsi sebagai penguat.

Di sebagian besar rangkaian elektronik, kami menggunakan konfigurasi transistor NPN yang dikenal sebagai rangkaian penguat transistor NPN. Mari kita perhatikan rangkaian biasing pembagi tegangan yang umumnya dikenal sebagai rangkaian penguat transistor satu tahap.

Pada dasarnya, pengaturan biasing dapat dibangun dengan dua transistor seperti jaringan pembagi potensial di seluruh supply tegangan. Ini memberikan tegangan bias ke transistor dengan titik tengahnya. Jenis bias ini terutama digunakan dalam desain rangkaian penguat transistor bipolar

Dalam bias semacam ini, transistor akan mengurangi faktor efek penguatan arus 'β' dengan menahan bias dasar pada tahap tegangan tetap konstan & memungkinkan stabilitas yang tepat. Vb (tegangan dasar) dapat diukur dengan jaringan pembagi potensial.

Di rangkaian di atas, seluruh resistansi akan sama dengan jumlah dua resistor seperti R1 & R2. Level tegangan yang dihasilkan pada persimpangan dua resistor akan menahan tegangan basis konstan pada tegangan supply.

Rumus berikut adalah aturan pembagi tegangan sederhana, dan digunakan untuk mengukur tegangan referensi.

Vb = (Vcc.R2)/(R1 + R2)

Tegangan supply yang sama juga menentukan arus kolektor terbaik, karena transistor diaktifkan yang berada dalam mode saturasi.

Gain tegangan common emitor setara dengan modifikasi dalam rasio tegangan input ke modifikasi dalam penguat tegangan output daya. Pertimbangkan Vin dan Vout sebagai Δ VB. & Δ VL

Dalam kondisi resistansi, gain tegangan akan setara dengan rasio resistansi sinyal dalam kolektor terhadap resistansi sinyal dalam emitor yang diberikan sebagai

Gain Tegangan = Vout/Vin = Δ VL/Δ VB = - RL/RE

Dengan menggunakan persamaan di atas, kita cukup menentukan gain tegangan rangkaian common emitor. Kita tahu bahwa transistor bipolar menyertakan resistansi internal kecil yang dimasukkan ke dalam bagian emitornya yaitu 'Re'. Setiap kali resistan emitor dalam akan dihubungkan secara seri dengan resistansi luar, persamaan gain tegangan khusus diberikan di bawah ini.

Gain tegangan = - RL/(RE + Re)

Seluruh resistansi dalam rangkaian emitor pada frekuensi rendah akan setara dengan jumlah resistansi dalam & resistansi eksternal yaitu RE + Re.

Untuk rangkaian ini, gain tegangan pada frekuensi tinggi serta frekuensi rendah meliputi berikut ini.

Gain tegangan pada frekuensi tinggi adalah = - RL/RE
Gain tegangan pada frekuensi rendah adalah = - RL/(RE + Re)

Dengan menggunakan rumus di atas, gain tegangan dapat dihitung untuk rangkaian penguat.

Jadi, ini semua tentang transistor sebagai penguat. Dari informasi di atas, akhirnya, kita dapat menyimpulkan bahwa sebuah transistor dapat melakukan seperti penguat hanya ketika itu bias dengan benar.

Ada beberapa parameter untuk transistor yang baik yang mencakup gain tinggi, bandwidth tinggi, laju perubahan tegangan tinggi, linieritas tinggi, impedansi input daya tinggi, efisiensi tinggi, dan stabilitas tinggi,dan lain-lain.