Penggunaan Transistor Sebagai Penguat (Amplifier)

Penggunaan Transistor Sebagai Penguat – Transistor merupakan komponen semikonduktor yang memiliki tiga kaki terminal yaitu E (Emitter), B (Basis) dan C (Collector). Transistor dapat beroperasi di tiga wilayah yang berbeda seperti daerah aktif, daerah cut-off dan daerah saturasi.

Transistor akan sepenuhnya mati (OFF) pada saat beroperasi di daerah cut-off dan hidup (ON) pada saat beroperasi di daerah saturasi. Transistor dapat digunakan sebagai penguat (amplifier) pada saat beroperasi di daerah aktif.

Prinsip dasar dari amplifikasi atau penguatan sinyal adalah meningkatkan amplitudo sinyal yang diberikan di input tanpa mengubah karakteristik dari sinyal itu sendiri. Aplikasi penguat ini sendiri banyak digunakan pada perangkat seperti rangkaian driver, radio RF, instrumen video dan lainnya.

Baca juga : Pengertian Transistor dan Macam-macam Transistor

Transistor dapat digunakan sebagai sebuah penguatan (amplifier) dengan tiga konfigurasi yang berbeda yaitu :

• Biasanya digunakan pada circuit penguat frekuensi rendah, seperti penguat audio frekuensi rendah.
• Sering dikombinasikan dengan umpan balik karena untuk mencegah adanya umpan balik positif yang muncul.
• Stabilitas penguatan transistor yang rendah karena sangat bergantung pada bias transistor.
• sinyal outputnya akan menjadi terbalik 180 derajat terhadap sinyal input yang diberikan.

• Banyak digunakan sebagai rangkaian buffer karena impedansi input yang sangat tinggi.
• Penguatan arus akan sama nilainya dengan HFe transistor itu sendiri.
• Sinyal output yang satu fasa dengan sinyal input.

• Biasanya digunakan di rangakaian frekuensi tinggi jalur UHF dan VHF.
• Efek umpan balik / feedback yang bisa diminimalisir karena isolasi output-input yang tinggi.
• Cocok digunakan sebagai circuit pre-amplifier karena impedansi input yang tinggi.

Konfigurasi yang paling banyak digunakan dalam sebuah circuit amplifier adalah konfigurasi jenis Common Emittor (CE) karena menghasilkan penguatan yang tinggi dengan impedansi input yang tinggi juga. Ada faktor lainnya yang juga penting, yaitu penguatan level yang bisa didapat, terdapat dua penguatan yang bisa dicapai dengan penguatan transistor yaitu penguatan arus dan penguatan tegangan.

Baca juga : Pengertian FET (Field Effect Transistor) dan Jenis-Jenis FET

Kenapa diperlukan impedansi input yang tinggi?, Karena pada dasarnya semua bentuk sinyal untuk bisa dikuatkan adalah berbentuk tegangan, yang jika dihubungkan dengan sebuah penguat maka tentunya terdapat impedansi input. Jika impedansi input tinggi maka akan lebih baik karena tidak membebani rangkaian pada bagian inputnya.

Rangkaian Transistor sebagai Penguat

Lihatlah rangkaian dibawah ini, sinyal input yang dapat diterapkan di antara persimpangan base-emitor dan output melintasi beban RC yang terhubung dalam rangakaian kolektor.

Untuk penguatan yang akurat, ingatlah bahwa input terhubung dalam bias maju sedangkan output terhubung ke reverse bias. Untuk alasan ini, selain sinyal, tegangan DC (VEE) diterapkan pada rangakaian input seperti yang ditujukan pada rangkaian di atas.

Umumnya, rangkaian input termasuk resistansi rendah sebagai hasilnya; sedikit perubahan akan terjadi pada tegangan sinyal pada input yang mengarah ke perubahan signifikan dalam arus emitor. Karena tindakan transistor, perubahan arus emitor akan berdampak pada perubahan yang sama di dalam rangakaian kolektor.

saat ini, aliran arus arus kolektor melalui RC menghasilkan tegangan besar diatasnya. Oleh sebab itu, sinyal lemah yang diterapkan pada rangakaian input akan output dalam bentuk yang diperkuat di rangkaian kolektor dalam output. Dalam metode ini, transistor akan berfungsi sebagai penguat.

Diagram Rangkaian Penguat Common Emitor (CE)

Perhatikan rangkaian biasing pembagi tegangan yang secara umum dikenal sebagai rangkaian penguat transistor satu tahap. Pada dasarnya, pengaturan biasing bisa dibangun dengan 2 transistor seperti jaringan pembagi potensial di seluruh supply tegangan. Hal ini akan memberikan tegangan bias ke transistor dengan sisi tengahnya. Jenis ini sering digunakan terutama dalam desain rangkaian penguat transistor bipolar.

Dalam bias yang semacam ini, transistor akan mengurangi faktor efek penguatan arus ‘β’ dengan menahan bias dasar pada tahap tegangan tetap konstan dan memungkinkan stabilitas yang tepat. VB (tegangan dasar) bisa diukur dengan jaringan pembagi potensial.

Pada rangkaian diatas, semua resistansi akan sama dengan jumlah dua resistor seperti R1 dan R2). Level teggangan yang dihasilkan pada persimpangan dua resistor akan menahan tegangan basis konstan pada tegangan supply.

Rumus berikut ini adalah aturan pembagi tegangan sederhana, dan digunakan sebagai pengukur tegangan referensi.

Vb = (Vcc.R2)(R1 + R2)

Tegangan supply yang sama juga akan menentukan arus kolektor terbaik. Karena transistor yang diaktifkan akan berada dalam mode saturasi.

Gain Tegangan Common Emitor

Gain tegangan Common Emitor (CE) setara dengan modifikasi dalam rasio tegangan input ke modifikasi dalam penguat tegangan output daya. Pertimbangan Vin dan Vout sebagai Δ VB. & Δ VL

Dalam kondisi resistansi, gain tegangan setara dengan rasio resistansi sinyal dalam kolektor terhadap resistansi sinyal dalam emitor yang diberikan sebagai, Gain Tegangan = Vout/Vin = Δ VL/Δ  VB = – RL/RE

Dengan menggunakan persamaan yang ada diatas, maka kita cukup menentukan gain tegangan rangkaian common emitor. Seperti yang kita tahu bahwa transistor bipolar menyertakan resistansi internal kecil yang dimasukkan ke dalam bagian emitornya yaitu ‘Re’. Setiap kali resistan emitor dalam dihubungkan secara seri dengan resistan luar, maka persamaan gain tegangan khusus diberikan dibawah ini.

Gain Tegangan = -RL/(RE + Re)]

Semua resistansi dalam rangkaian emitor pada frekuensi rendah akan setara dengan jumlah resistansi dalam dan resistan eksternal yaitu RE + Re.

Untuk rangkaian ini, gain tegangan pada frekuensi tinggi serta frekuensi rendah meliputi berikut ini.

dengan menggunakan rumus diatas, gain tegangan dapat dihitung untuk rangkaian penguat (amplifier).