Pengikut Emitor & Amplifier Darlington
Pengikut emitor dan penguat darlington adalah contoh paling umum untuk penguat umpan balik. Ini adalah yang paling banyak digunakan dengan sejumlah aplikasi.
Pengikut Emitter
Sirkuit pengikut emitor memiliki tempat yang menonjol dalam penguat umpan balik. Pengikut emitor adalah kasus rangkaian umpan balik arus negatif. Ini sebagian besar digunakan sebagai penguat tahap terakhir di sirkuit generator sinyal.
Fitur penting dari Emitter Follower adalah -
- Ini memiliki impedansi masukan yang tinggi
- Ini memiliki impedansi keluaran yang rendah
- Ini adalah sirkuit yang ideal untuk pencocokan impedansi
Semua fitur ideal ini memungkinkan banyak aplikasi untuk rangkaian pengikut emitor. Ini adalah rangkaian penguat arus yang tidak memiliki penguatan tegangan.
Konstruksi
Detail konstruksi rangkaian pengikut emitor hampir mirip dengan penguat normal. Perbedaan utamanya adalah beban RL tidak ada di terminal kolektor, tetapi ada di terminal emitor dari rangkaian. Dengan demikian, output diambil dari terminal emitor, bukan terminal kolektor.
Biasing disediakan baik dengan metode resistor basis atau metode pembagi potensial. Gambar berikut menunjukkan diagram sirkuit dari Emitter Follower.
Operasi
Tegangan sinyal input yang diterapkan antara basis dan emitor, mengembangkan tegangan output V o melintasi R E , yang ada di bagian emitor. Karena itu,
$$ V_o = I_E R_E $$
Seluruh arus keluaran ini diterapkan ke masukan melalui umpan balik. Karenanya,
$$ V_f = V_o $$
Karena tegangan keluaran yang dikembangkan melintasi R L sebanding dengan arus emitor, rangkaian pengikut emitor ini adalah rangkaian umpan balik arus. Karenanya,
$$ \ beta = \ frac {V_f} {V_o} = 1 $$
Perlu dicatat juga bahwa tegangan sinyal input ke transistor (= V i ) sama dengan perbedaan V s dan V o yaitu,
$$ V_i = V_s - V_o $$
Karenanya umpan baliknya negatif.
Karakteristik
Karakteristik utama pengikut emitor adalah sebagai berikut -
- Tidak ada penguatan tegangan. Faktanya, penguatan tegangan hampir 1.
- Penguatan arus dan penguatan daya yang relatif tinggi.
- Impedansi masukan tinggi dan impedansi keluaran rendah.
- Tegangan ac input dan output berada dalam fase.
Penguatan Tegangan dari Pengikut Emitor
Karena rangkaian Emitter Follower yang menonjol, mari kita coba mendapatkan persamaan untuk gain tegangan dari rangkaian pengikut emitor. Sirkuit Emitter Follower kami terlihat sebagai berikut -
Jika rangkaian ekivalen AC dari rangkaian di atas digambar, akan terlihat seperti di bawah ini, karena kapasitor by pass emitor tidak ada.
Resistansi AC r E dari rangkaian emitor diberikan oleh
$$ r_E = r'_E + R_E $$
Dimana
$$ r'_E = \ frac {25 mV} {I_E} $$
Untuk mengetahui penguatan tegangan amplifier, gambar di atas dapat diganti dengan gambar berikut.
Perhatikan bahwa tegangan input diterapkan melintasi resistansi ac dari rangkaian emitor yaitu (r ' E + R E ). Dengan asumsi dioda emitor menjadi ideal, tegangan keluaran V keluar akan menjadi
$$ V_ {keluar} = i_e R_E $$
Tegangan input V in akan menjadi
$$ V_ {in} = i_e (r'_e + R_E) $$
Oleh karena itu, Gain Tegangan pengikut emitor adalah
$$ A_V = \ frac {V_ {keluar}} {V_ {in}} = \ frac {i_e R_E} {i_e (r'_e + R_E)} = \ frac {R_E} {(r'_e + R_E)} $$
Atau
$$ A_V = \ frac {R_E} {(r'_e + R_E)} $$
Dalam sebagian besar aplikasi praktis,
$$ R_E \ gg r'_e $$
Jadi, A V ≈ 1. Dalam praktiknya, penguatan tegangan pengikut emitor adalah antara 0,8 dan 0,999.
Penguat Darlington
Rangkaian pengikut emitor yang baru saja dibahas kurang memenuhi persyaratan penguatan arus rangkaian (A i ) dan impedansi masukan (Z i ). Untuk mencapai beberapa peningkatan nilai keseluruhan penguatan arus rangkaian dan impedansi input, dua transistor dihubungkan seperti yang ditunjukkan pada diagram rangkaian berikut, yang dikenal sebagaiDarlington konfigurasi.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, pemancar transistor pertama dihubungkan ke basis transistor kedua. Terminal kolektor dari kedua transistor dihubungkan bersama.
Analisis Biasing
Karena jenis koneksi ini, arus emitor pada transistor pertama juga akan menjadi arus basis transistor kedua. Oleh karena itu, penguatan pasangan saat ini sama dengan hasil kali keuntungan individu saat ini, yaitu,
$$ \ beta = \ beta _1 \ beta _2 $$
Keuntungan arus tinggi umumnya dicapai dengan jumlah komponen minimum.
Karena dua transistor digunakan di sini, dua tetes V BE harus dipertimbangkan. Analisis bias sebaliknya serupa untuk satu transistor.
Tegangan melintasi R 2 ,
$$ V_2 = \ frac {V_CC} {R_1 + R_2} \ times R_2 $$
Tegangan melintasi R E ,
$$ V_E = V_2 - 2 V_ {BE} $$
Arus melalui R E ,
$$ I_ {E2} = \ frac {V_2 - 2 V_ {BE}} {R_E} $$
Karena transistor terhubung langsung,
$$ I_ {E1} = I_ {B2} $$
Sekarang
$$ I_ {B2} = \ frac {I_ {E2}} {\ beta _2} $$
Karena itu
$$ I_ {E1} = \ frac {I_ {E2}} {\ beta _2} $$
Yang berarti
$$ I_ {E1} = I_ {E1} \ beta _2 $$
Kita punya
$ I_ {E1} = \ beta _1 I_ {B1} $ sejak $ I_ {E1} \ cong I_ {C1} $
Oleh karena itu, sebagai
$$ I_ {E2} = I_ {E1} \ beta _2 $$
Kami bisa menulis
$$ I_ {E2} = \ beta _1 \ beta _2 I_ {B1} $$
Oleh karena itu, Penguatan Saat Ini dapat diberikan sebagai
$$ \ beta = \ frac {I_ {E2}} {I_ {B1}} = \ frac {\ beta _1 \ beta _2 I_ {B1}} {I_ {B1}} = \ beta _1 \ beta_2 $$
Impedansi masukan dari penguat ton sayang adalah
$ Z_ {in} = \ beta_1 \ beta_2 R_E ..... $ mengabaikan r ' e
Dalam praktiknya, kedua transistor ini ditempatkan dalam satu rumah transistor dan tiga terminal dikeluarkan dari rumah seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.
Perangkat tiga terminal ini bisa disebut sebagai Darling ton transistor. Transistor darling ton bertindak seperti transistor tunggal yang memiliki penguatan arus tinggi dan impedansi input tinggi.
Karakteristik
Berikut ini adalah karakteristik penting dari amplifier Darling ton.
- Impedansi masukan yang sangat tinggi (MΩ).
- Keuntungan arus yang sangat tinggi (beberapa ribu).
- Impedansi keluaran sangat rendah (beberapa Ω).
Karena karakteristik penguat Darling ton pada dasarnya sama dengan karakteristik pengikut emitor, kedua rangkaian digunakan untuk aplikasi serupa.
Sampai sekarang kita telah membahas amplifier berdasarkan umpan balik positif. Umpan balik negatif dalam rangkaian transistor sangat membantu dalam kerja osilator. Topik osilator seluruhnya tercakup dalam tutorial Osilator.