Transistor sebagai Amplifier

Agar transistor bertindak sebagai penguat, itu harus bias dengan benar. Kami akan membahas perlunya bias yang tepat di bab berikutnya. Di sini, mari kita fokus bagaimana transistor bekerja sebagai penguat.

Penguat Transistor

Transistor bertindak sebagai penguat dengan meningkatkan kekuatan sinyal lemah. Tegangan bias DC yang diterapkan ke sambungan basis emitor, membuatnya tetap dalam kondisi bias maju. Bias maju ini dipertahankan terlepas dari polaritas sinyal. Gambar di bawah ini menunjukkan bagaimana transistor terlihat ketika dihubungkan sebagai penguat.

Resistansi rendah dalam rangkaian masukan, memungkinkan perubahan kecil dalam sinyal masukan untuk menghasilkan perubahan keluaran yang cukup berarti. Arus emitor yang disebabkan oleh sinyal input kontribusi arus kolektor, yang ketika mengalir melalui resistor beban R _L , hasil dalam penurunan tegangan besar di atasnya. Dengan demikian tegangan masukan yang kecil menghasilkan tegangan keluaran yang besar, yang menunjukkan bahwa transistor berfungsi sebagai penguat.

Contoh

Biarkan ada perubahan 0.1v pada tegangan input yang diterapkan, yang selanjutnya menghasilkan perubahan 1mA pada arus emitor. Arus emitor ini jelas akan menghasilkan perubahan arus kolektor, yang juga akan menjadi 1mA.

Resistansi beban 5kΩ yang ditempatkan di kolektor akan menghasilkan tegangan sebesar

5 kΩ × 1 mA = 5V

Oleh karena itu diamati bahwa perubahan 0,1v pada input memberikan perubahan 5v pada output, yang berarti level tegangan sinyal diperkuat.

Kinerja Amplifier

Karena mode koneksi common emitter sebagian besar diadopsi, pertama-tama mari kita memahami beberapa istilah penting dengan mengacu pada mode koneksi ini.

Resistensi Input

Karena rangkaian input bias maju, resistansi input akan rendah. Hambatan input adalah oposisi yang ditawarkan oleh pertemuan basis-emitor ke aliran sinyal.

Menurut definisi, ini adalah rasio perubahan kecil pada tegangan basis-emitor (ΔV _BE ) dengan perubahan yang dihasilkan pada arus basis (ΔI _B ) pada tegangan kolektor-emitor konstan.

Resistensi masukan, $ R_i = \ frac {\ Delta V_ {BE}} {\ Delta I_B} $

Dimana R _i = resistansi masukan, V _BE = tegangan basis-emitor, dan I _B = arus basis.

Resistensi Output

Resistansi keluaran penguat transistor sangat tinggi. Arus kolektor berubah sangat sedikit dengan perubahan tegangan kolektor-emitor.

Menurut definisi, ini adalah rasio perubahan tegangan kolektor-emitor (ΔV _CE ) terhadap perubahan arus kolektor (ΔI _C ) yang dihasilkan pada arus basis konstan.

Resistensi keluaran = $ R_o = \ frac {\ Delta V_ {CE}} {\ Delta I_C} $

Dimana R _o = Resistansi keluaran, V _CE = Tegangan kolektor-emitor, dan I _C = Tegangan kolektor-emitor.

Beban Kolektor Efektif

Beban dihubungkan pada pengumpul transistor dan untuk penguat satu tahap, tegangan keluaran diambil dari pengumpul transistor dan untuk penguat multi-tahap, hal yang sama dikumpulkan dari rangkaian rangkaian transistor tahap bertingkat.

Menurut definisi, itu adalah beban total yang dilihat oleh arus kolektor ac. Dalam kasus amplifier satu tahap, beban kolektor efektif adalah kombinasi paralel R _C dan R _o .

Pemuatan Kolektor Efektif, $ R_ {AC} = R_C // R_o $

$$ = \ frac {R_C \ times R_o} {R_C + R_o} = R_ {AC} $$

Oleh karena itu untuk penguat satu tahap, beban yang efektif adalah sama dengan beban kolektor R _C .

Dalam penguat multi-tahap (yaitu memiliki lebih dari satu tahap amplifikasi), resistansi masukan R _i dari tahap berikutnya juga muncul.

Beban kolektor efektif menjadi kombinasi paralel R _C , R _o dan R _i yaitu,

Pemuatan Kolektor Efektif, $ R_ {AC} = R_C // R_o // R_i $

$$ R_C // R_i = \ frac {R_C R_i} {R_C + R_i} $$

Karena resistansi masukan R _i cukup kecil, oleh karena itu beban efektif berkurang.

Keuntungan Saat Ini

Keuntungan dalam hal arus ketika perubahan arus input dan output diamati, disebut sebagai Current gain. Menurut definisi, ini adalah rasio perubahan arus kolektor (ΔI _C ) dengan perubahan arus basis (ΔI _B ).

Keuntungan saat ini, $ \ beta = \ frac {\ Delta I_C} {\ Delta I_B} $

Nilai β berkisar dari 20 hingga 500. Gain arus menunjukkan bahwa arus input menjadi β kali dalam arus kolektor.

Penguatan Tegangan

Keuntungan dalam hal tegangan ketika perubahan arus input dan output diamati, disebut sebagai Voltage gain. Menurut definisi, ini adalah rasio perubahan tegangan output (ΔV _CE ) dengan perubahan tegangan input (ΔV _BE ).

Penguatan tegangan, $ A_V = \ frac {\ Delta V_ {CE}} {\ Delta V_ {BE}} $

$$ = \ frac {Ubah \: dalam \: keluaran \: arus \ kali efektif \: beban} {Ubah \: dalam \: masukan \: arus \ kali masukan \: resistansi} $$

$$ = \ frac {\ Delta I_C \ times R_ {AC}} {\ Delta I_B \ times R_i} = \ frac {\ Delta I_C} {\ Delta I_B} \ times \ frac {R_ {AC}} {R_i} = \ beta \ times \ frac {R_ {AC}} {R_i} $$

Untuk satu tahap, R _AC = R _C .

Namun, untuk Multistage,

$$ R_ {AC} = \ frac {R_C \ times R_i} {R_C + R_i} $$

Dimana R _i adalah resistansi masukan dari tahap berikutnya.