DESAIN
OPERASI
Proses
perancangan adalah satu, dimana arus dan/atau tegangan dapat ditentukan dan
unsur yang dibutuhkan untuk menetapkan tingkat yang ditentukan harus
ditentukan. Proses sintesis ini membutuhkan pemahaman yang jelas tentang
karakteristik perangkat, persamaan dasar untuk jaringan, dan pemahaman yang
kuat tentang hukum dasar analisis rangkaian, seperti Hukum Ohm, Hukum Tegangan
Kirchhoff (KVL), dan sebagainya.
Urutan desain secara jelas sensitif terhadap komponen yang
sudah ada ditentukan dan unsur-unsur yang akan ditentukan. Jika transistor dan
persediaan ditentukan, proses perancangan hanya akan menentukan resistor yang
dibutuhkan untuk yang tertentu desain. Setelah nilai teoritis resistor
ditentukan, nilai komersial standar terdekat biasanya dipilih dan variasi
karena tidak menggunakan nilai resistansi yang tepat diterima sebagai bagian
dari desain. Ini tentu pendekatan yang valid mengingat toleransi yang biasanya
terkait dengan elemen resistif dan parameter transistor.
Jika nilai resistif ditentukan, salah satu persamaan yang
paling kuat adalah hanya hukum Ohm dalam bentuk berikut:
Contoh 1:
Diberikan
karakteristik perangkat pada gambar 4.47a, tentukan VCC, RB,
dan RC untuk konfigurasi fixedbias pada Gambar 4.47b.
Penyelesaian:
Dari
garis beban
dan
Nilai
resistor standar :
Menggunakan
nilai resistor standar memberikan:
Yang
mana bernilai 5% dari nilai yang ditetapkan.
Contoh 2:
Diberikan
ICQ = 2 mA dan VCEQ = 10 V, tentukan R1 dan RC
untuk rangkaian gambar 4.48.
Penyelesaian:
dan
persamaan
sebelumnya
dengan
dan
Nilai komersial standar terdekat dengan
R1 adalah 82 dan 91 kΩ. Bagaimmanapun, gunakan kombinasi seri nilai
standar 82 kΩ dan 4,7 kΩ = 86,7 kΩ akan menghasilkan nilai yang sangat dekat
dengan tingkat desain.
Contoh 3:
Konfigurasi
emitter-bias pada gambar 4.49 memiliki
spesifikasi sebagai berikut:
ICQ
= ½ ICsat, ICsat =8 mA,VC = 18 V, and β = 110.
Tentukan RC, RE, and RB.
Penyelesaian:
dan
dan
dengan
Untuk
nilai standar: RC = 2.4 kΩ, RE = 1 kΩ, RB =
620 kΩ.
Pembahasan yang sedang dipelajari akan memperkenalkan satu teknik untuk
merancang keseluruhan rangkaian untuk beroperasi pada titik bias tertentu.
Seringkali spesifikasi pabrikan (spec) lembar memberikan informasi tentang
titik operasi yang disarankan (atau wilayah operasi) untuk sebuah transistor
tertentu. Selain itu, komponen sistem lain yang terhubung ke tahap penguat yang
diberikan juga dapat menentukan ayunan arus, tegangan ayunan, nilai tegangan
suplai umum, dan sebagainya, untuk disain.
Untuk saat ini kita akan berfokus,
bagaimanapun, pada penentuan nilai komponen untuk mendapatkan titik operasi
tertentu. Pembahasan akan terbatas pada konfigurasi bias emitter-bias dan bias
pembagi tegangan, walaupun prosedur yang sama dapat diterapkan pada berbagai sirkuit
transistor lainnya.
Desain Sirkuit Bias dengan
Resistor
Umpan Balik Emitter
Pertimbangkan
dulu desain komponen bias dc dari rangkaian penguat yang memiliki stabilisasi
bias emitter-resistor seperti ditunjukkan pada gambar 4.50. Tegangan suplai dan
titik operasi dipilih dari informasi produsen pada transistor yang digunakan di
amplifier.
Pemilihan collector dan emitter resistor
tidak dapat dilanjutkan langsung dari informasi yang baru saja ditetapkan.
Persamaan yang menghubungkan tegangan di sekitar loop collector–emitter memiliki
dua jumlah yang tidak diketahui sekarang-resistor RCand RE.
Pada poin ini beberapa pertimbangan Teknik harus dilakukan, seperti tingkat
voltase emiter dibandingkan dengan tegangan suplai yang diberikan. Ingat bahwa
kebutuhan untuk memasukkan resistor dari emitter ke ground adalah untuk
menyediakan sarana stabilisasi bias dc sehingga terjadi perubahan arus kolektor
akibat arus bocor pada transistor dan beta transistor tidak akan menyebabkan
pergeseran besar pada titik operasi. Contoh-contoh yang diteliti dalam bab ini
mengungkapkan bahwa tegangan dari emitter ke ground biasanya sekitar seperempat
sampai sepersepuluh dari tegangan suplai. Di contoh selanjutnya kita melakukan
desain jaringan yang lengkap pada gambar 4.49 dengan menggunakan kriteria hanya
diperkenalkan untuk tegangan emitter.
Contoh :
Tentukan
nilai resistor untuk rangkaian pada gambar 4.50 (di atas) untuk operasi yang
ditunjukkan
titik
dan tegangan suplai.
Penyelesaian:
Desain Current-Gain-Stabilized
(Beta-Independen) Sirkuit
Rangkaian
gambar 4.51 membuktikan stabilisasi baik untuk kebocoran dan perolehan arus
(beta) perubahan. Keempat nilai resistor yang ditunjukkan harus diperoleh untuk
operasi yang ditentukan titik. Penilaian Teknik dalam memilih nilai tegangan
emitter, VE, seperti pada pertimbangan desain sebelumnya, mengarah
pada solusi langsung langsung untuk semua nilai resistor. Langkah-langkah
desain semuanya ditunjukkan pada contoh berikut.
Contoh:
Tentukan
tingkat RC, RE, R1, dan R2 untuk
rangkaian pada gambar 4.51 (di atas) untuk titik poin yang ditunjukkan.
Penyelesaian:
Dengan menggunakan nilai tegangan dasar
yang dihitung di atas dan nilai tegangan suplai akan memberikan satu persamaan,
namun ada dua yang tidak diketahui, R1 dan R2. Sebuah persamaan
tambahan dapat diperoleh dari pemahaman tentang pengoperasiannya dua resistor
dalam memberikan tegangan dasar yang diperlukan. Agar rangkaian beroperasi
secara efisien, diasumsikan arus sampai R1 dan R2 harus
kira-kira sama dan jauh lebih besar dari arus base (paling tidak 10:1). Fakta dan persamaan tegangan ini untuk tegangan
base memberikan dua hubungan yang
diperlukan untuk menentukan resistor dasar. Itu adalah,
dan
Hasil substitusi
dan
