Biasing Transistor
Biasing adalah proses pemberian tegangan DC yang membantu dalam berfungsinya rangkaian. Sebuah transistor berbasis untuk membuat pertemuan basis emitor bias maju dan pertemuan basis kolektor bias terbalik, sehingga ia mempertahankan daerah aktif, untuk bekerja sebagai penguat.
Pada bab sebelumnya, kami menjelaskan bagaimana transistor berfungsi sebagai penguat yang baik, jika bagian input dan output bias.
Biasing Transistor
Aliran yang tepat dari arus kolektor sinyal nol dan pemeliharaan tegangan kolektoremitter yang tepat selama lewatnya sinyal dikenal sebagai Transistor Biasing. Rangkaian yang memberikan bias transistor disebut sebagaiBiasing Circuit.
Kebutuhan bias DC
Jika sinyal tegangan sangat kecil diberikan ke input BJT, itu tidak dapat diperkuat. Sebab, untuk sebuah BJT, untuk memperkuat sinyal, dua syarat harus dipenuhi.
Tegangan input harus melebihi cut-in voltage untuk transistor menjadi ON.
BJT harus berada di active region, untuk dioperasikan sebagai amplifier.
Jika tegangan dan arus DC yang tepat diberikan melalui BJT oleh sumber eksternal, sehingga BJT beroperasi di wilayah aktif dan menempatkan sinyal AC untuk diperkuat, maka masalah ini dapat dihindari. Tegangan dan arus DC yang diberikan dipilih sehingga transistor tetap berada di wilayah aktif selama seluruh siklus input AC. Oleh karena itu diperlukan bias DC.
Gambar di bawah ini menunjukkan penguat transistor yang dilengkapi dengan bias DC pada rangkaian input dan output.
Agar transistor dapat dioperasikan sebagai penguat yang setia, titik operasi harus distabilkan. Mari kita lihat faktor-faktor yang mempengaruhi stabilisasi titik operasi.
Faktor yang mempengaruhi titik operasi
Faktor utama yang mempengaruhi titik operasi adalah suhu. Titik operasi bergeser karena perubahan suhu.
Saat suhu meningkat, nilai I CE , β, V BE terpengaruh.
- I CBO menjadi dua kali lipat (untuk setiap 10 o kenaikan)
- V BE berkurang 2.5mv (untuk setiap kenaikan 1 o )
Jadi masalah utama yang mempengaruhi titik operasi adalah suhu. Oleh karena itu titik operasi harus dibuat tidak tergantung pada suhu untuk mencapai stabilitas. Untuk mencapai ini, sirkuit biasing diperkenalkan.
Stabilisasi
Proses membuat titik operasi tidak tergantung pada perubahan suhu atau variasi parameter transistor dikenal sebagai Stabilization.
Setelah stabilisasi tercapai, nilai I C dan V CE menjadi tidak tergantung pada variasi suhu atau penggantian transistor. Sirkuit biasing yang baik membantu dalam stabilisasi titik operasi.
Kebutuhan Stabilisasi
Stabilisasi titik operasi harus dicapai karena alasan berikut.
- Ketergantungan suhu I C
- Variasi individu
- Pelarian termal
Mari kita pahami konsep ini secara detail.
Ketergantungan Suhu I C
Seperti ungkapan untuk arus kolektor I C adalah
$$ I_C = \ beta I_B + I_ {CEO} $$
$$ = \ beta I_B + (\ beta + 1) I_ {CBO} $$
Arus bocor kolektor I CBO sangat dipengaruhi oleh variasi suhu. Untuk keluar dari ini, kondisi bias diatur sehingga arus kolektor sinyal nol I C = 1 mA. Oleh karena itu, titik operasi perlu distabilkan, yaitu I C harus konstan.
Variasi Individu
Karena nilai β dan nilai V BE tidak sama untuk setiap transistor, setiap kali transistor diganti, titik operasi cenderung berubah. Oleh karena itu perlu untuk menstabilkan titik operasi.
Pelarian Termal
Seperti ungkapan untuk arus kolektor I C adalah
$$ I_C = \ beta I_B + I_ {CEO} $$
$$ = \ beta I_B + (\ beta + 1) I_ {CBO} $$
Aliran arus kolektor dan juga arus bocor kolektor menyebabkan pembuangan panas. Jika titik operasi tidak distabilkan, terjadi efek kumulatif yang meningkatkan pembuangan panas ini.
Penghancuran diri dari transistor yang tidak stabil ini dikenal sebagai Thermal run away.
Untuk menghindari thermal runawaydan penghancuran transistor, titik operasi perlu distabilkan, yaitu, untuk menjaga I C konstan.
Faktor Stabilitas
Dapat dipahami bahwa I C harus dijaga tetap konstan meskipun I CBO atau I CO bervariasi . Sejauh mana rangkaian biasing berhasil mempertahankan ini diukur denganStability factor. Ini dilambangkan denganS.
Menurut definisi, laju perubahan arus kolektor I C sehubungan dengan arus bocor kolektor I CO pada konstanta β dan I B disebutStability factor.
$ S = \ frac {d I_C} {d I_ {CO}} $ pada konstanta I B dan β
Oleh karena itu kita dapat memahami bahwa setiap perubahan arus bocor kolektor mengubah arus kolektor sebagian besar. Faktor stabilitas harus serendah mungkin agar arus kolektor tidak terpengaruh. S = 1 adalah nilai ideal.
Ekspresi umum faktor stabilitas untuk konfigurasi CE dapat diperoleh seperti di bawah.
$$ I_C = \ beta I_B + (\ beta + 1) I_ {CO} $$
Membedakan ekspresi di atas sehubungan dengan I C , kita dapatkan
$$ 1 = \ beta \ frac {d I_B} {d I_C} + (\ beta + 1) \ frac {d I_ {CO}} {dI_C} $$
Atau
$$ 1 = \ beta \ frac {d I_B} {d I_C} + \ frac {(\ beta + 1)} {S} $$
Sejak $ \ frac {d I_ {CO}} {d I_C} = \ frac {1} {S} $
Atau
$$ S = \ frac {\ beta + 1} {1 - \ beta \ kiri (\ frac {d I_B} {d I_C} \ right)} $$
Oleh karena itu faktor stabilitas S tergantung pada β, saya B dan aku C .