1. Pendahuluan[kembali]
Dalam konteks ini, akan dibahas tentang materi biasing BJT, penggunaan dioda pada BJT, serta kemampuan perlindungan yang penting dalam memastikan kinerja yang stabil dan aman dari transistor bipolar junction (BJT). Dengan pemahaman yang mendalam tentang konsep ini, kita dapat merancang dan mengimplementasikan rangkaian BJT dengan lebih efektif dan efisien.
Penggunaan dioda pada BJT seringkali terjadi dalam rangkaian untuk menghasilkan tegangan bias yang stabil, seperti pada rangkaian pembagi tegangan atau sebagai bagian dari rangkaian pembatas tegangan. Kemampuan perlindungan BJT melibatkan penggunaan komponen tambahan, seperti dioda zener atau resistor, untuk melindungi transistor dari arus atau tegangan berlebih yang dapat merusaknya, misalnya saat terjadi lonjakan tegangan atau arus yang tidak diinginkan.
2. Tujuan[kembali]
- Mempelajari materi dari Biasing-BJTs
- Memahami penggunaan dioda BJT dan kemampuan perlindungan
- Memahami cara kerja rangkaian dioda BJT
3. Alat dan Bahan[kembali]
Alat:
a. Voltmeter
Voltmeter merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengukur besar tegangan yang mengalir pada suatu rangkaian dengan cara dihubungkan secara paralel dengan sebuah sumber tegangan atau komponen rangkaian.
b. Amperemeter
Amperemeter merupakan alat ukur listrik yang berfungsi untuk mengukur arus listrik dalam suatu rangkaian. Amperemeter dipasang secara seri dalam rangkaian sehingga seluruh arus yang mengalir melewati amperemter.
Bahan:
a. Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan yang berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya.
b. Ground
Ground merupakan referensi titik nol atau titik referensi tegangan. Ground berfungsi untuk menjaga rangkaian dengan memberikan jalur untuk arus yang berlebih atau bocor kembali ke bumi.
c. Dioda
Dioda adalah komponen elektronik yang memiliki dua terminal yaitu anoda dan katoda. Dioda berfungsi untuk mengalirkan arus listrik ke satu arah dan memblokir arus listrik dari arah sebaliknya.
d. Kapasitor
Fungsi utama kapasitor adalah untuk menyimpan muatan listrik. Kapasitor dapat menyimpan energi dalam medan listrik yang terbentuk di antara dua pelatnya. Semakin besar nilai kapasitansi kapasitor, semakin banyak muatan listrik yang dapat disimpan.
e. Transistor
Transistor merupakan sebuah alat semikonduktor penguat.
4. Dasar Teori[kembali]
Penggunaan Dioda BJT dan Kemampuan Perlindungan saat memindai jaringan yang rumit, sering ditemukan transistor yang digunakan di mana ketiga terminal tidak terhubung dalam jaringan - terutama kabel kolektor. Dalam kasus seperti itu, kemungkinan besar digunakan sebagai dioda daripada transistor. Poin yang harus dibuat adalah bahwa seseorang tidak boleh berasumsi bahwa setiap transistor BJT dalam suatu jaringan digunakan untuk amplifikasi atau sebagai penyangga di antara tahapan. Jumlah area aplikasi untuk BJT di luar area ini cukup luas.
a. Driver Relay
Aplikasi ini merupakan kelanjutan dari diskusi yang memperkenalkan dioda tentang bagaimana efek tendangan induktif dapat diminimalkan melalui desain yang tepat. Sebuah transistor digunakan untuk menetapkan arus yang diperlukan untuk memberi energi pada relai di sirkuit kolektor.
Sebuah transistor digunakan sebagai sakelar untuk mengendalikan status "hidup" dan "mati" bola lampu di cabang kolektor jaringan. Ketika sakelar dalam posisi "on", kita memiliki situasi bias tetap di mana tegangan basis-ke-emitor berada pada level 0,7-V, dan arus basis dikontrol oleh resistor R1 dan impedansi input transistor. Arus melalui bohlam kemudian akan menjadi beta kali arus basis, dan bohlam akan menyala.
c. Mempertahankan arus beban tetap
Jika kita mengasumsikan bahwa karakteristik sebuah transistor memiliki tampilan ideal (beta konstan di seluruh) sebuah sumber, yang cukup independen dari beban yang diterapkan, dapat dibangun menggunakan konfigurasi transistor sederhana. Arus basis adalah tetap sehingga tidak masalah di mana pun garis beban berada, arus beban atau kolektor tetap sama.
Menentukan tegangan emitor
Dengan menggunakan Gbr. 4.107, kita dapat menggambarkan peningkatan stabilitas dengan memeriksa kasus di mana I C mungkin mencoba naik karena sejumlah alasan. Hasilnya adalah bahwa IE = IC juga akan naik dan tegangan VRE = IERE akan meningkat. Namun, jika kita mengasumsikan V B tetap (asumsi yang baik asumsi yang baik karena levelnya ditentukan oleh dua resistor tetap dan sumber tegangan), maka tegangan basis-ke-emitor VBE = VB - VRE akan turun.
d. Sistem alarm dengan CSS
Sistem alarm dengan sumber arus konstan dari jenis yang baru saja diperkenalkan tampak pada Gbr. 4.108 . Karena bRE = (100)(1 k) = 100 k jauh lebih besar daripada R1 , kita dapat menggunakan pendekatan perkiraan dan menemukan tegangan VR1:
Dan kemudian tegangan melintasi RE
Dan terakhir, arus pemancar dan kolektor
Karena arus kolektor adalah arus yang melalui sirkuit, arus 4-mA akan akan tetap cukup konstan untuk sedikit variasi dalam pemuatan jaringan. Perhatikan bahwa arus yang lewat melalui serangkaian elemen sensor dan akhirnya menjadi op-amp yang dirancang untuk membandingkan Tingkat 4-mA dengan tingkat yang ditetapkan sebesar 2 mA.
Satu karakteristik yang sangat penting dari op-amp khusus ini adalah impedansi input rendah seperti yang ditunjukkan pada Gbr. 4.109c. Fitur ini penting karena kita tidak ingin sirkuit alarm bereaksi terhadap setiap lonjakan tegangan atau turbulensi yang datang ke saluran karena beberapa aksi peralihan eksternal atau kekuatan luar seperti petir.
e. Gerbang logika
Tingkat impedansi di atas yang ditetapkan oleh transistor "on" dan "off" membuatnya relatif mudah untuk memahami pengoperasian gerbang logika. Karena ada dua input ke setiap gerbang, ada empat kemungkinan kombinasi tegangan pada input ke transistor. Keadaan 1, atau "aktif," didefinisikan oleh tegangan tinggi pada terminal basis untuk menghidupkan transistor aktif. Kondisi 0, atau "mati," didefinisikan oleh 0 V pada basis, memastikan bahwa transistor mati.
Output jika salah satu terminal input telah menerapkan penyalaan tegangan atau jika keduanya dalam keadaan "on". Keadaan 0 hanya ada jika keduanya tidak memiliki keadaan 1 pada terminal input.
Operasi gerbang AND
Mengharuskan output menjadi tinggi hanya jika kedua input memiliki a tegangan penyalaan diterapkan. Jika keduanya dalam keadaan "aktif", sebuah ekuivalen hubung singkat dapat digunakan untuk koneksi antara kolektor dan emitor masing-masing transistor, menyediakan jalur langsung dari sumber 5-V yang diterapkan ke output - dengan demikian menetapkan status tinggi, atau 1, pada terminal output. di terminal keluaran.
f. Indikator tingkat tegangan
Indikator level tegangan, meliputi tiga elemen yang telah diperkenalkan sejauh ini: transistor, dioda Zener, dan LED. Indikator level tegangan adalah jaringan yang relatif sederhana menggunakan LED hijau untuk menunjukkan kapan tegangan sumber mendekati tingkat pemantauan 9 V.Pada Gbr. 4.112, potensiometer adalah diatur untuk menetapkan 5,4 V pada titik yang ditunjukkan. Hasilnya adalah tegangan yang cukup untuk menghidupkan kedua Zener 4,7-V dan transistor dan membentuk arus kolektor melalui LED yang cukup cukup besar untuk menyalakan LED hijau.
Setelah potensiometer diatur, LED akan memancarkan lampu hijau selama suplai tegangan mendekati 9 V.
5. Percobaan[kembali]
a) Prosedur[kembali]
- Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
- Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
- Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
- Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
- Lalu mencoba menjalankan rangkaian, jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian bekerja
b) Rangkaian simulasi [kembali]
Rangkaian 4.102
Prinsip kerja:
Pada rangkaian sebelah kiri VB sebesar 8V akan mengalir arus ke kaki base transistor (IB) sebesar 0.75 mA dan ketika transistor aktif, maka arus akan keluar dari emitter (IE) dan akan menuju ke RL (IL) lalu ke ground. Karena rangkaian seri arus IB = IE = IL = 0.75 mA. Pada RL terdapat tegangan (VL) yang didapatkan dengan VL = VB - VBE, yaitu sebesar 7.51 V.
Pada rangkaian sebelah kanan diberi tegangan Vin pada R2 sebesar 6V yang mengalirkan arus ke R2 lalu mengalir ke kaki base transistor. Pada Vref1 diberi tegangan dengan rumus Vref1 = VBE + Vref2, pada Vref2 diberi tegangan sebesar 2V dan VBE terukur 0.7V sehingga Vref1 = 2.7. Selanjutnya, arus keluar dari emitter menuju Vref2. Dioda D1 dipasang reverse bias secara paralel dengan Vref2 sehingga tidak ada arus yang mengalir ke D1 dan VD1 = 2V
Rangkaian 4.103
Prinsip Kerja:
Pada rangkaian diberi Vin sebesar 12V yang akan mengalirkan arus melewati R1 sebesar 5.69mA, lalu arus terbagi dan masuk ke kaki base transistor, jika VBE >= 0.6 maka transistor aktif dan arus mengalir dari emitter menuju ground, pada arus lain akan mengalir ke D1 lalu menuju ground dan dioda paralel dengan transistor sehingga terukur tegangan pada D1sebesar 0.61V.
Rangkaian 4.104
Prinsip Kerja:
Pada rangkaian kiri ketika diberi tegangan Vi maka akan mengalirkan arus (IB) ke kaki base yang nilainya diatur oleh R1. Ketika transistor aktif maka tegangan Vcc akan mengalirkan arus (IC) melewati coil, ketika tegangan pada coil >= tegangan relay maka relay aktif dan berpindah dari normally open (NO) menjadi normally close (NC). Kemudian arus menuju ke kaki collector dan keluar dari emitter menuju ground.
Pada rangkaian kanan yang diberi dioda secara reverse bias terhadap Vcc sama prinsip kerjanya dengan rangkaian kiri. Ketika saklar dalam keadaan on lalu di off, arus pada coil tidak dapat berubah secara instan dan akan menghasilkan lonjakan tegangan balik yang tinggi pada kumparan sehingga merusak komponen lain. Dengan diberi dioda secara reverse bias terhadap Vcc yang paralel dengan kumparan, arus balik pada kumparan akan mengalir ke dioda, dan menghilangkan perubahan besar pada arus dan menyerap lonjakan tegangan.
Prinsip Kerja:
Pada rangkaian kiri transistor digunakan sebagai saklar on dan off pada lampu. Tegangan Vi akan mengalirkan arus (IB) ke kaki base transistor Q1 yang nilainya diatur oleh R1. Jika transistor aktif maka tegangan Vcc akan mengalirkan arus melewati lampu ke kaki collector (IC) yang nilainya menjadi beta x IB, dan lampu akan menyala, lalu arus akan mengalir keluar dari emitter menuju ground.
Pada rangkaian kanan transistor digunakan sebagai saklar on dan off pada lampu. Tegangan Vi akan mengalirkan arus (IB) ke kaki base transistor Q2 yang nilainya diatur oleh R2. Jika transistor aktif maka tegangan Vcc akan mengalirkan arus melewati lampu ke collector (IC) yang nilainya diatur oleh R3 untuk membatasi lonjakan arus awal agar pada lampu dan transistor tidak mengalami kerusakan, lalu arus akan mengalir keluar dari emitter menuju ground.
Rangkaian 4.106
Prinsip Kerja:
Vcc sebesar 12V akan mengalirkan arus ke R1 (IB) dan jika VBE >= 0.6V maka transistor aktif kemudian Vcc akan mengalirkan arus ke R2 menuju collector dan arus akan mengalir ke emitter lalu ke groumd. Arus IB akan tetap sama sehingga tidak masalah di mana pun garis beban berada, arus beban atau kolektor arus IB tetap sama.
Rangkaian 4.107
Prinsip Kerja:
Tegangan Vcc sebesar 6V akan mengalirkan arus melewati R1, kemudian arus akan terbagi melewati R2 lalu menuju ground, dan arus yang lain akan mengalir ke kaki base transistor. Jika transistor aktif, Vcc akan mengalirkan arus ke R4 menuju kaki collector, lalu mengalir ke emitter dan melewati RE lalu ke ground. Jika IC naik IE juga akan naik, sehingga VRE juga akan naik. Jika VB tetap maka VBE turun karena VBE = VB - VRE. Penurunan VBE akan menyebabkan IB dan IC turun.
Rangkaian 4.109
Prinsip Kerja:
Tegangan Vcc sebesar +16v akan mengalirkan arus ke 2 cabang yaitu pada R1 lalu ke R3 dan ke ground. Pada cabang lain arus akan mengalir ke R2 masuk ke kaki emitter, ketika transistor aktif maka arus IE akan mengalir ke collector lalu masuk ke kaki non-inverting op-amp. Vref akan mengalirkan arus kaki inverting op-amp yang nilainya diatur oleh RREF. Kemudian, akan menghasilkan ouput yang akan di umpan ke alarm bell circuit.
Prinsip Kerja:
Rangkaian kiri menggunakan gerbang OR(C = A + B), jika tegangan pada A dan B keduanya rendah atau bernilai 0V maka Vout atau C bernilai 0V, Jika salah satu antara tegangan A atau B keduanya tinggi atau bernilai 1V maka Vout atau C bernilai tinggi atau statusnya 1, jika pada A dan B keduanya tinggi atau bernilai 1V maka vout atau C bernilai tinggi atau statusnya 1.
Rangkaian kanan menggunakan gerbang AND(C = A x B), jika tegangan pada A dan B keduanya rendah atau bernilai 0V maka Vout atau C bernilai 0V, Jika salah satu antara tegangan A atau B keduanya tinggi atau bernilai 1V maka Vout atau C bernilai rendah atau 0V, jika pada A dan B keduanya tinggi atau bernilai 1V maka vout atau C bernilai tinggi atau statusnya 1.
Rangkaian 4.112
Prinsip Kerja:
Rangkaian diberi tegangan sebesar 9V dan potensiometer/RV1 diatur sehingga tegangan pada RV1 menjadi 5.36V yang menunjukkan bahwa tegangannya lebih besar pada VZ yaitu 4.7V sehingga arus akan melewati dioda zener dan jika VBE >= 0.6V maka transistor akan aktif sehingga arus dari collector akan mengalir melalui LED yang tegangannya 2.22V sehingga cukup untuk menyalakan LED, lalu arus keluar dari emitter menuju ground.
c) Video Simulasi [kembali]
rangkaian 4.102
rangkaian 4.103
rangkaian 4.104
rangkaian 4.105
rangkaian 4.106
rangkaian 4.107
rangkaian 4.108
rangkaian 4.111
6. Download File[kembali]
.png)
.jpeg)
Komentar
Posting Komentar