Pemodelan transistor BJT

Dalam menganalisa rangkaian transistor, ada dua hal yang harus diketahui yaitu analisa dc dan ac. Analisa dc dalam hal ini pembiasan dc transistor BJT sudah dibahas di Elektronika 1. Dalam bab ini akan dibahas respon ac sinyal kecil (small-signal) penguat BJT dengan menggunakan pemodelan yang paling sering digunakan untuk menganalisa sebuah transistor dalam hal sinusoidal ac.

Salah satu perhatian pertama kita dalam  menganalisa sinusoidal ac rangkaian transistor adalah besarnya sinyal input. Ini akan menentukan apakah teknik sinyal kecil atau sinyal besar yang seharusnya digunakan. Ada dua model yang umum digunakan di institusi pendidikan dan di industri dalam analisa ac sinyal kecil rangkaian transistor yaitu model r_e dan model hybrid. Persamaan-persamaan untuk memperoleh parameter Zi dan Zo dengan menggunakan model r_e dan model hybrid dalam bab ini adalah persamaan untuk memperoleh impedansi input dan impedansi output untuk sebuah transistor itu sendiri, belum merupakan impedansi input dan impedansi output untuk sebuah rangkaian keseluruhan yang menggunakan komponen transistor.

1.1              MODEL r_e

Model r_e menggunakan sebuah dioda dan sebuah sumber arus yang dikendalikan untuk menjelaskan prinsip kerja sebuah transistor dalam wilayah kerjanya. Sumber arus di output merupakan  arus yang dikendalikan oleh arus input transistor. Karena transistor terbuat dari tiga bahan semikonduktor ekstrinsik yang disusun dengan polaritas saling berlawanan sehingga dianggap seperti dua dioda yang merupakan gabungan dua bahan semikonduktor yang berlawanan polaritas sebagaimana yang telah dijelaskan di Elektronika 1 mengenai konstuksi sebuah dioda.

gambar 1.1 konfigurasi common base

Gambar 1.1 memperlihatkan sebuah konfigurasi dasar common basis. Sebagaimana kita ketahui bahwa pada wilayah kerja aktif sebuah transistor, sebuah junction dibias maju sementara yang lain dibias balik. Junction yang dibias maju berfungsi seperti sebuah dioda.

Tahanan ac dioda dapat ditentukan dengan persamaan r_ac = 26 mV / I_D, dimana I_D adalah arus dc yang melalui dioda pada titik kerja transistor (titik Q). Pada transistor arus dioda sama dengan arus emiter sehingga persamaannya menjadi:

Re = 26 mV / Ie 

Konfigurasi Common Emiter

Untuk konfigurasi dasar common emiter seperti pada gambar 1.4, transistor yang akan dianalisa adalah transistor npn dengan terminal input adalah antara basis dan emiter sementara terminal output adalah antara kolektor dan emiter, dimana emiter menjadi common antara input dan output. Model pendekatan konfigurasi ini terlihat pada gambar 1.5 dan jika dioda diganti dengan r_e akan dihasilkan rangkaian seperti gambar 1.6. Pada konfigurasi ini, arus basis adalah arus input sementara arus output adalah Ic.

 

gambar 1.2 konfigurasi common emitter

Konfigurasi common kolektor

Untuk konfigurasi common kolektor, model konfigurasi common emiter dapat digunakan dengan menukar posisi kolektor ke emiter dan sebaliknya sehingga arah arus basis dan arus kolektor berlawanan dengan arah arus pada konfigurasi common emiter. Pada konfigurasi ini kolektor dipakai bersama antara terminal input (basis) dan terminal output (emiter).

 

Posted in elektronika telekomunikasi