Macam-macam Rangkaian biasing untuk konfigurasi common-emitter

Macam-macam Rangkaian biasing untuk konfigurasi common-emitter

Pentingnya rangkaian biasing (pemberian tegangan panjar dc) yaitu untuk menentukan letak titik sunyi (Quiescent Point), dan letak Q-Point akan menentukan class operasi yang diinginkan.

Macam2 rangkaian biasing untuk konfigurasi common-emitter:

1)      Base bias (=fixed current bias) dengan dua sumber tegangan

2)      Base bias (=fixed current bias) dengan satu sumber tegangan

3)      Base bias dengan umpan balik emitter

4)      Base bias dengan umpan balik collector

5)      Base bias dengan umpan balik gabungan collector dan emitter

6)      Voltage divider bias dengan umpan balik emitter

1. Base bias (fixed current bias) dengan dua sumber tegangan

• Sudah jarang digunakan sebab kurang praktis (butuh 2 batere)
• Kurang memuaskan karena tegangan dan arus panjar kurang konstan selama kerja transistor (karena dengan I_B tetap, I_C berubah bersama b  )
• Kopling dengan sumber tegangan signal masukan tdk bisa dengan C karena arus signal tersedot baterai V_BB tapi bisa dengan trafo yang kumparan sekundernya disisipkan dalam (tersambung seri dengan) lingkaran arus basis

2. Base bias dengan satu sumber tegangan bersama dengan pencatu collector

• Cukup dengan 1 baterai maka lebih praktis dibanding  dengan yang menggunakan 2 baterai
• Masih kurang memuaskan karena alasan yang sama (pada I_B tetap,  arus I_C bisa berubah bersama b )
• Kopling dengan sumber tegangan sinyal dapat dilakukan dengan C

3. Base bias dengan umpan balik emitter

• Rangkaian tegangan panjar ini memberikan kestabilan yang bagus pada titik kerja dc nya menghadapi perubahan nilai b  dengan adanya tambahan resistor emitter R_E yang akan mengakibatkan terjadinya degenerasi (jika b naik, I_C akan naik, I_E naik, I_B turun sebab I_B=

o   (V_CC – V_BE – I_ER_E) / (R_B)

o   sehingga  I_C (= b I_B ) kembali turun.

4. Base bias dengan umpan balik collector

• Dikenal juga dengan sebutan collector-to-base bias atau collector feedback bias. Dia memberikan kestabilan lebih bagus dalam pemberian tegangan panjar, karena jika b naik, I_C cenderung naik, berakibat I_B turun sebab I_B
• = (V_CC – V_BE  – I_CR_C) /(R_B)
• sehingga I_C kembali turun.

5. Base bias dengan umpan balik collector dan emitter

• Disini menggunakan umpan balik gabungan emitter dan collector
• Jika b naik, I_C cenderung naik, berarti juga I_E naik, sehingga I_B turun karena I_B =

o   (V_CC – V_BE – I_CR_C – I_ER_E)/R_B

o   sehingga I_C kembali turun.

6. Voltage divider bias dengan umpan balik emitter

• Rangkaian biasing ini sekarang paling banyak dipakai.
• Rangkaian seri V_CC, R₁ dan R₂ dengan dua terminal terhubung basis dan ground dapat diganti dengan setara Theveninnya dengan nilai
• V_Thev = V_CCR₂/ (R₁+R₂)
• R_thev= R₁R₂/(R₁+R₂)
• Dan I_B  dicari dari rumus I_B = (V_thev – V_BE)/(R_thev+ (1+b)R_E)
• Pengaruh umpan balik R_E seperti yang sudah-sudah (menstabilkan I_C  walau untuk b berbeda-beda)

Transistor

Transistor

Transistor adalah suatu piranti semikonduktor yang digunakan untuk memperkuat isyarat elektronis atau menukar hubungan (switch) isyarat elektronis dan daya listrik.

Jenis-jenis Transistor

1. Bipolar Junction Transistor
2. Field Effect (Unipolar)Transistor
3. Unijunction Transistor

Prinsip Kerja Bipolar Junction Transistor (BJT)

Prinsip kerja BJT adalah arus basis yang kecil bisa mengontrol arus collector dan arus emitter yang besar  asalkan basis-emitter mendapat forward bias dan basis-collector mendapat reverse bias. Ada dua tipe yaitu tipe-NPN dan tipe-PNP.

Misal tipe-NPN: pengangkut muatan mayor pada bahan basis adalah hole dengan konsentrasi sangat rendah, sedang pada bahan emitter adalah elektron dengan konsentrasi sangat tinggi. Dengan basis-emitter mendapat forward bias, maka kedua jenis pengangkut muatan mayor tersebut tertarik menuju bidang pertemuan basis emitter dan akan berekombinasi.

Tetapi karena jumlah elektron jauh lebih banyak daripada hole, maka ada kelebihan elektron yang tidak kebagian partner (hole) dibidang pertemuan dan terlanjur masuk wilayah basis. Karena basis-collector mendapat reverse bias yang berarti tegangan collector (N) lebih positip daripada basis, elektron yang terlanjur masuk basis akan terus ditarik oleh collector untuk terus masuk kawat penghantar meninggalkan collector menuju baterai.

Keadaan ini berlangsung berkelanjutan karena begitu hole dari basis berrekombinasi, akan tergantikan dengan hole baru karena ada elektron dari atom netral yang disedot kutub positip baterai V_BB. Demikian pula elektron emitter yang berrekombinasi dengan hole basis, plus elektron yang menerobos basis akan digantikan oleh elektron baru yang disuntikkan oleh kutub negatip baterai V_BB.

Karakteristik Bipolar Junction Transistor (BJT)

Grafik I_B vs. V_BE bentuk kurva yang mirip grafik I vs. V dari dioda PN karena sambungan Basis-Emiter memang persambungan semikonduktor tipe-P (basis) dengan semikonduktor tipe N (emiter) pada jenis transistor NPN. (hanya bedanya di sini kerapatan pengangkut muatan mayor adalah berbeda pada basis dengan pada emiter. Pada emiter jauh lebih banyak. Pada daerah tegangan V_BE yang lebih rendah daripada tegangan lutut variasi nilai V_BE hanya menimbulkan variasi kecil I_B, sedang di daerah V_BE yang lebih tinggi dari tegangan lutut ternyata variasi kecil V_BE menimbulkan variasi I_B yang besar.

Grafik I_C  vs. V_CE memperlihatkan bahwa di daerah yang kurvanya agak mendatar (disebut daerah kerja transistor) variasi arus collector I_C  sangat dipengaruhi oleh variasi arus basis I_B  dan hanya sedikit dipengaruhi oleh variasi V_CE. Jadi nilai I_C  yang besar dapat dikontrol dengan memvariasi I_B yang kecil.

Daerah kerja Bipolar Junction Transistor (BJT)

Suatu transistor jenis BJT memiliki dua persambungan p-n (p-n junction) yaitu persambungan base-collector dan persambungan base-emitter, yang masing-masing bisa forward biased atau reversed biased. Maka dengan dua persambungan (junction) itu suatu transistor punya empat kemungkinan kombinasi:

1. kedua persambungan reverse-biased
2. kedua persambungan forward-biased
3. persambungan BE forward-biased, persambungan BC reversed-biased
4. persambungan BE reversed-biased, persambungan BC forward-bias.

Tabel Daerah Kerja Transistor BJT

^*)   Daerah kerja Cut-off yang bergantian dengan daerah Saturation disebut juga daerah kerja digital (sebagai lawan daerah analog)

^**)  Daerah kerja Active (analog ) sering disebut juga daerah linier

(Sumber: Materi kuliah listrik dan elektronika dari pak Handoyo)

Dioda

DIODA

Arti harafiah:

                DIODA = PIRANTI yang punya dua ELEKTRODA, yaitu:  Anoda dan Katoda

Penggolongan menurut bahan & tehnik pembuatannya:

1.  DIODA TABUNG
2.  DIODA LOGAM
3.  DIODA SEMIKONDUKTOR

1. DIODA TABUNG

• Banyak digunakan pada pesawat radio penerima tempo dulu yang disebut radio tabung (sebelum diganti dengan radio transistor)
• Membutuhkan tegangan kerja yang tinggi (sekitar 300 V)
• Penggunaan: Penyearah Arus, Detektor Isyarat
• Watak: Ketika Anoda bertegangan lebih tinggi daripada Katoda, maka menghantarkan arus, sebaliknya ketika Anoda bertegangan lebih rendah daripada Katoda, maka arus tidak menghantar.
• Simbol:

Prinsip Kerja:

• Ketika filamen pemanas diberi arus, maka akan mengeluarkan panas dan memanasi katoda. Logam katoda yang panas akan memancarkan elektron sehingga disekitar katoda ada awan elektron. Apabila antara pelat Anoda dan Katoda diberi beda tegangan, jika tegangan anoda lebih tinggi daripada katoda maka elektron akan tertarik ke Anoda sehingga terjadi aliran elektron berarti terjadi aliran listrik ke arah sebaliknya yaitu dari anoda ke katoda. Sedang jika tegangan anoda lebih rendah (lebih negatip) daripada katoda maka tidak terjadi aliran elektron berarti tidak terjadi arus listrik, karena awan elektron kembali ke katoda dan tidak ada yang menggantikan awan elektron karena anoda tidak dipanasi.

2. DIODA LOGAM

• Contoh populer: Cupri-oksida (Cuprox), Selenium
• Penggunaan: sebagai penyearah arus dari alternator pada sepeda motor keluaran lama
• Karakteristik persambungan CuO-Cu dan Se-Cu:

3. DIODA SEMIKONDUKTOR

• TERSUSUN ATAS PERSAMBUNGAN BAHAN SEMIKONDUKTOR TIPE-P DAN SEMIKONDUKTOR TIPE-N
• UJUNG SEMIKONDUKTOR TIPE-P = ANODA
• UJUNG SEMIKONDUKTOR TIPE-N =KATODA
• BERSIFAT MENGHANTARKAN ARUS PADA SATU ARAH PEMBERIAN TEGANGAN SAJA (yaitu tegangan Anoda lebih tinggi daripada Katoda) , SEDANG PADA ARAH TEGANGAN YANG LAIN SUKAR MENGHANTARKAN ARUS
• Arah pemberian tegangan yang menghantar arus disebut arah maju (forward bias), sedang arah tegangan yang tidak menghantar arus disebut arah tegangan mundur (reverse bias)
• Arah forward bias yaitu bila tegangan anoda lebih positip dari katoda, sedang arah reverse bias adalah sebaliknya.
• Besar arus bertautan dengan tegangan menurut rumus di slide 10 ..

Contoh Penggunaan Dioda Biasa

• Sebagai penyearah arus:

                dapat menyearahkan tegangan bolak-balik untuk menghasilkan arus searah

• Sebagai penggunting tegangan
• Sebagai penjepit tegangan
• Sebagai pembentuk gelombang
• Sebagai pengganda tegangan
• Sebagai detektor isyarat dari modulasi frekuensi isyarat yang terkandung dalam frekuensi pembawa
• Dan penggunaan lain-lain

(Sumber: Materi kuliah listrik dan elektronika dari pak Handoyo)

Produk Olahan Kelapa Sawit

Produk Olahan Kelapa Sawit

Semua bagian dari tanaman kelapa sawit (Elaeis guineensis) dapat dimamfaatkan untuk produk – produk yang berguna bagi manusia. Secara umum bagian dari tanaman kelapa sawit dapat dibagi menjadi 4 bagian utama yaitu : daging buah, biji, tandan kosong, dan batang pohon. Berikut jenis – jenis produk olahan yang dapat dibuat dari ke empat bagian utama tersebut.

1. Daging Buah

a. Minyak sawit (crude palm oil)

1. Pangan : Minyak goreng (olein), Margarin, lemak kue, vanaspati, cocoa, butter.

2. Non-pangan : Stearin, sabun, asam lemak, gliserin, detergent, pelumas, plasticier, kosmetika, BBM, Pro-vitamin A, dan pro-vitamin E.

b. Sabut

1. particle board

2. pulp kertas

3. energi

c. Sludge

1. Makanan ternak

2. Sabun

3. Pupuk

2. Biji

a. Inti

1. Minyak Inti (Palm Kernel Oil) : Oleokimia, Minyak Goreng, dan Salad Oil.

2. Bungkil : Makanan Ternak dan Pupuk.

b. Cangkang : Arang, Karbon aktif, Bahan pengisi, Particle board, dan Asap cair.

3. Tandan Kosong

1. Kertas Pulp

2. Particle board

3. pupuk

4. kompos

5. energi

4. Batang Pohon

1. Bahan Konstruksi

2. Pulp

3. Particle board

4. Bahan Kimia

5. Bahan Energi

Sumber:

Mangoensoekarjo, Soepadiyo dan Haryono Semangun. 2008. Manajemen Agrobisnis Kelapa Sawit. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Soal Tentang penghantaran logam

Pada suhu 200C diketahui resistivitas tembaga adalah 1,73´10-8 ohm×meter. Hitunglah rerata kecepatan hanyutan elektron di dalam kawat tembaga yang berpenampang melintang 7,85 ´10-7 m2 dan membawa arus 6 A . Berat atom tembaga 63,6 g/g×atom, kerapatan massanya 8,9 g/cm3 Bilangan Avogadro 6,022 atom/g ×atom.

Jawab:

Rapat atom =
na=(rapat massa* Bilangan Avogadro)/(Berat Atom)
=(8,9 g/cm^3 ×6,022× 10^3 at/g.atom)/(63,6 g/(g×atom))
=0,8427×10^3 at/cm^3

Rerata kecepatan drift =
u = J/(en)
= I / (Aen) dengan asumsi ada 1 elektron bebas per 1 atom Cu maka
u = (6A×(C/s)/A)/(7,65×10^(-7) m^2×1,602×(10^(-19) C)/elektron ×8,43 × 10^28 elektorn/m^3 ) u
= 5,67 × 10^(-4) m/s