B a b Analisa Sinyal Kecil pada BJT

Analisa Sinyal Kecil pada BJT
Bab
6
Analisa Sinyal Kecil pada BJT
P
ada bagian ini akan dibahas analisa ac dari rangkaian BJT, dimana akan diperoleh
besaran-besaran penting seperti yang telah dikemukakan pada bab sebelumnya.
Berikut besaran - besaran tersebut adalah Impedansi Input (Zi), Impedansi Output
(Zo), Penguatan Arus (AI), Penguatan Tegangan (AV)
6.1 JARINGAN DUA TERMINAL (TWO PORT NETWORK)
Rangkaian elektronika yang rumit dapat disederhanakan dengan model two port
network yang akan mewakili sifat-sifat rangkaian (tegangan dan arus) pada bagian input
dan outputnya. Model two port network digambarkan sebagai berikut
+
+
TWO PORT
NETWORK
vi
vo
-
Zi
Zo
Gambar 6.1 Two Port Network
Analisa Sinyal Kecil pada BJT
6.2 MODEL HIBRIDA BJT
Bila dari gambar 6.1 diambil ii dan vo sebagai variable bebas, maka dapat
diperoleh persamaan berikut
vi = h11ii + h12 vo ……………………………………….(6.1)
io = h21ii + h22 v o ……………………………………….(6.2)
Besaran-besaran dengan variable h disebut dengan parameter h atau parameter hibrida,
dimana
h11 =
vi
ii
vo = o
Î impedansi input dengan output terhubung singkat
h12 =
vi
vo
ii = 0
Î perbandingan tegangan input dan output dalam hubungan
terbuka (reverse open circuit)
h21 =
io
ii
vo = 0
Î penguatan arus dengan output terhubung singkat
h22 =
io
vo
ii = 0
Î konduktansi output dengan input dalam hubungan terbuka
Notasi – notasi diatas disederhanakan menjadi seperti berikut :
i = 11 Î masukan
f = 21 Î forward transfer
o = 22 Î output
r = 12 Î reverse transfer
Selain itu, dapat pula ditambahkan indeks lain untuk menyatakan konfigurasi transistor
yang digunakan seperti contoh berikut
Analisa Sinyal Kecil pada BJT
hib Î impedansi input untuk konfigurasi common base
hfe Î forward current gain untuk konfigurasi common emitter
Sebuah BJT dapat dibuat dalam model yang menggunakan parameter h, dimana
rangkaiannya dapat dianalisa dengan menggunakan hokum kirchhoff.
ii
io
hi
+
+
vi
hrvo
hfii
vo
ho
-
-
Gambar 6.2 Model Hibrida BJT
6.3 ANALISA RANGKAIAN PENGUAT BJT DENGAN PARAMETER HIBRIDA
Suatu rangkaian penguat transistor bila digambarkan dengan parameter hibrida
adalah seperti pada gambar berikut
ii
Rs
io
hi
+
+
vi
Vs
hrvo
hfii
ho
vo
ZL
-
-
Gambar 6.3 Model Hibrida Penguat BJT
6.3.1 Penguatan Arus (AI)
Penguatan arus didefinisikan sebagai perbandingan arus output dengan arus
inputnya.
Analisa Sinyal Kecil pada BJT
i
IL
=− o
ii
ii
AI =
Perhatikan gambar 6.3
io = h f ii + ho vo
Dengan subtitusi vo = −io Z L akan diperoleh
AI = −
hf
1 + ho Z L
………………………………………….(6.3)
6.3.2 Impedansi Input
Impedansi input suatu penguat didefinisikan sebagai
Zi =
vi
ii
Dari rangkaian pada gambar 6.3 diperoleh persamaan berikut
vi = hi ii + hr vo
Sehingga diperoleh
Z i = hi + hr AI Z L = hi −
h f hr
YL + ho
……………………….(6.4)
6.3.3 Penguatan Tegangan
Penguatan tegangan adalah perbandingan penguatan output dengan penguatan
input. Dengan cara yang sama akan diperoleh persamaan berikut.
AV =
AI Z L
……………………………………………(6.5)
Zi
6.3.4 Penguatan Tegangan dengan Memperhatikan Hambatan RS
AVS =
AI Z L
………………………………………..(6.6)
Z i + RS
Analisa Sinyal Kecil pada BJT
6.3.5 Penguatan Arus dengan Memperhitungkan RS
AIS =
AI RS
………………………………………..(6.7)
Z I + RS
6.3.6 Admitansi Output
Yo = ho −
h f hr
hi + RS
…………………………………….(6.8)
Sebagai latihan, kerjakan soal berikut lalu bandingkan dengan hasil simulasi
dengan menggunakan PSPICE
Hitinglah Zi, Zo, AI, AV dari rangkaian diatas bila diketahui
hie = 2 kΩ
hfe = 50
hre = 6x10-4
hoe = 25 μA
hic = 2 kΩ
hfc = -51
hrc = 1
hoc = 25 μA