Elka Analog – Pertemuan 4

Pengikut Emiter (Emitter Follower)
PENGUAT FREKUENSI RENDAH
(lanjutan)
ELEKTRONIKA ANALOG Pertemuan 4
Penguat transistor kolektor umum (common-emitter) disebut juga dgn istilah
pengikut emiter. Konfigurasinya digambarkan sbb.
Konfigurasi kolektor-umum atau pengikut emiter
Dan model parameter h yg disederhanakan diperlihatkan sbb.
Model parameter h untuk rangkaian kolektor umum
Pada simpul E, maka arus beban adalah
1

Sehingga perolehan arus
Tegangan Vb diperoleh
I = −I
= ( 1 + h ) I
L
I
e
L A I ≡ = 1 +
Ib
Sehingga resistansi masuk Ri menjadi
V
b R i ≡ = hie
+ ( 1+
hfe)
Ib
b
b
ie
h
V = I h + ( 1+
h ) I
Perolehan tegangan AV rangkaian CC diperoleh sbb
A
V
AI
R
=
R
i
L
=
( 1+
h
R
fe
i
R
) R
Dari persamaan resistansi masuk
R h + ( 1+
h ) R
i
= maka
ie
fe
L
L
L
fe
fe
fe
i
b
b
R
ie
L
R − h = ( 1+
h ) R
Sehingga perolehan tegangan dapat dinyatakan kembali sbg
( 1+
h
) R
− h
fe L i ie
AV = = = 1−
Ri
Ri
R
Oleh karena Ri >>> hie maka persamaan terakhir menunjukkan bahwa
perolehan tegangan rangkaian kolektor umum mendekati satu, atau dapat
dikatakan perubahan tegangan basis sama dengan perubahan lewat beban
emiter (atau emiter mengikuti sinyal masuk).
Untuk menentukan resistansi keluar, maka digunakan rangkaian pengganti sbb.
Dalam hal ini Vs = 0 dan RL = ∞ dan digunakan generator tegangan luar V2 ke
terminal keluar.
h
R
ie
i
fe
L
2

Rangkaian untuk menentukan resistansi keluar rangkaian CC
Dari gambar diperoleh
dan
Sehingga
I 2 = −(
1 + h fe ) I
R
o
V
≡
I
2
2
=
V = −I
( R + h
2 b s ie
b
Rs
+ h
1+
h
Penguat Basis-Umum (Common-Base atau CB)
Konfigurasinya dpt digambarkan sbb.
fe
ie
Konfigurasi basis-umum (CB)
)
3

Rangkaian pengganti parameter-h digambarkan sbb.
Pada simpul E maka
Model parameter-h utk penguat CB
Arus masuk simpul E adl sama dgn Ie
Arus masuk simpul C adl sama dgn Ic
Sedangkan dari rangkaian diperoleh bahwa
Perolehan arus
A
I
I
≡
I
L
b
hfe
=
( 1+
h fe)
Besarnya resistansi masuk Ri adl
R
i
=
Perolehan tegangannya
hie
( 1 + h fe )
A
R
I L A V = =
Ri
h
fe
h
R
ie
L
Ib = − (Ie + Ic)
Resistansi keluar rangkaian CB mempunyai formula yang sama dengan pada
rangkaian penguat CE.
4

Penguat CE dengan Tahanan Emiter
Perolehan tegangan penguat kolektor umum bergantung pada hfe. Parameter
transistor ini besarnya bergantung pada suhu, titik-kerja, dan faktor umur
transistor. Parameter hfe juga bervariasi dari satu alat ke alat yang lain (bahkan
transistor dari jenis yang sama). Untuk menstabilkan penguatan tegangan shg AV
tidak bergantung pada hfe dapat ditambahkan suatu tahanan emiter Re seperti
ditunjukkan pada gambar berikut.
(a) Penguat emiter umum dengan tahanan emiter
Rangkaian ekivalen pendekatan sinyal lemah untuk rangkaian (a)
5

Perolehan arus rangkaian
I
h
c fe b
AI = − = − = −
Ib
Ib
Resistansi masuk dapat ditentukan dengan
V
b R i = = hie
+ ( 1+
hfe)
Ib
Perolehan tegangannya
A
V
I
AI
R
=
R
i
L
h
fe
R
=
e
h
ie
− h
fe
R
+ ( 1+
h
Jika (1+hfe) Re >>> hie dan karena hfe >>> 1, maka
A
V
≈
− h
fe
( 1+
h
fe
R
L
) R
e
− h
≈
1+
h
fe
fe
R
R
L
e
e
L
− R
≈
R
Penambahan tahanan emiter biasanya menurunkan penguatan tegangan, namun
akan menstabilkan penguatan karena besarnya penguatan tegangan tidak lagi
bergantung pada parameter hfe dari transistor. Semakin stabil resistansi yang
digunakan pada RL dan Re maka akan semakin stabil pula penguatan tegangan
yang dihasilkan oleh rangkaian.
Meningkatkan Penguat Transistor
Jika penguatan dari satu transistor tdk cukup untuk suatu maksud tertentu maka
dua atau lebih tingkat dapat dihubungkan secara kaskade (bertingkat). Berikut
adl contoh penguat dua tingkat.
fe
L
) R
e
6

Rangkaian berikut mrpk rangkaian sinyal lemah penguat dua tingkat, tingkat
pertama dihubungkan scr emiter-umum dgn tahanan emiter Re dan tingkat dua
dihubung scr kolektor-umum.
Penguat emiter-umum-kolektor-umum (CE-CC)
Rangkaian pendekatan penguat CE-CC dengan R ≡ R1 || R2
Perolehan tegangan AV dari suatu penguat bertingkat (kaskade) merupakan hasil
kali perolehan dari masing-masing tingkat.
V
V
V
o o 2
A V ≡ = =
V1
V 2 V1
A
V 2
A
V 1
7

Untuk menentukan perolehan arus digunakan rangkaian berikut.
Perolehan arusnya
I
e 2 e 2 b 2 c1
AI ≡ − = −
= −
I b1
I b 2 I c1
I b1
Karena − Ic1 melewati kombinasi Rc1 || Ri2 maka
Maka
Sehingga
R
c1
i2
V B2N
= −I
c1
=
Rc1
+ Ri2
I
R
R R
− I = I
c1
i2
c1
Rc1
+ Ri
2
b2
I
I
b2
c1
c1
I
Rc1
= −
R + R
i2
I
I
b2
R
i2
Dan persamaan untuk perolehan arus menjadi
A
I
= − A
I 2
I
I
b 2
c1
A
I 1
=
A
I 2
A
I 1
A
R
I 2
c1
I
I
R
+
Resistansi beban efektif RL1 dari tingkat pertama adl
R
L1
Rc1Ri
2 =
R + R
c1
i2
b 2
c1
c1
R
A
i 2
I1
8

Contoh
Untuk konfigurasi CE-CC spt digambarkan di atas, parameter-h pada masing-
masing tingkat adl hie = 2 kΩ dan hfe = 100. Tentukan resistansi masuk dan
resistansi keluar serta perolehan arus dan tegangan baik untuk masing-masing
tingkat maupun untuk rangkaian kaskade secara keseluruhan.
Penyelesaian
Untuk tingkat keluaran CC
AI2 = 1+hfe = 101
Ri2 = hie + (1 + hfe) RL = 2 + (101)(5) = 507 kΩ
AV2 = 1 – hie/Ri2 = 1 – 2/507 = 0,996
Untuk tingkat keluaran CE dgn tahanan emiter
AI1 = - hfe = - 100
Ri1 = hie + (1 + hfe) Re1 = 2 + (101)(0,1) = 12,1 kΩ
Beban efektif pada tingkat pertama adl
R
A
L1
V
Rc1Ri
2 ( 5)(
507)
= = = 4,
95 kΩ
R + R 512
=
'
Ro1 c1
c1
A R
R
i1
i2
− ( 100)(
4,
95)
12,
1
I1
L1
=
= −
= R = 5 kΩ
40,
9
'
R mrpk resistansi sumber efektif utk Q2 sehingga
R
R
o1
o2
'
o2
'
Rs
+ hie
R o1
+ hie
2000 + 5000
= = =
= 69,
3Ω
1+
h 1+
h 1+
100
fe
fe
Ro2
RL2
( 69,
3)(
5000)
= =
= 68,
4 Ω
R + R 5,
069
o2
L2
'
Resistansi keluar rangkaian scr keseluruhan atau R sama besar dengan
R
'
o2
.
Secara keseluruhan maka
o
9

6
,
98
507
5
5
)
101
)(
100
(
2
1
1
1
2
−
=
+
−
=
+
=
i
c
c
I
I
I
R
R
R
A
A
A
)
996
,
0
)(
9
,
40
(
1
2
1
−
=
=
= V
V
o
V
A
A
V
V
A
10