5.20 Approxinate hybrid equivalent circuit

 

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan bahan

4. Dasar teori

5. Percobaan

a) Prosedur

b) Rangkaian simulasi dan prinsip kerja

c) Video simulasi

6. File Download 

1. Pendahuluan[Back] 

Rangkaian Hybrid Equivalent mengacu pada representasi sirkuit yang memodelkan karakteristik transistor dalam bentuk parameter hibrida. Rangkaian Hybrid Equivalent adalah alat penting dalam analisis transistor yang memungkinkan insinyur elektronika untuk memodelkan karakteristik transistor dalam bentuk parameter hibrida yang lebih mudah dipahami dan dimanfaatkan.

2. Tujuan[Back]

• Untuk mengetahui karakteristik rangkaian Approximate Hybrid Equivalent
• Untuk mengetahui bentuk rangkaian Approximate Hybrid Equivalent
• Dapat mensimulasikan rangkaian Approximate Hybrid Equivalent

3. Alat dan bahan 

A. Alat 

1. Function Generator 

Function Generator adalah alat uji yang berfungsi untuk membangkitkan berbagai macam bentuk gelombang

2. Voltmeter

Voltmeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur beda potensial atau tegangan listrik dari dua titik potensial listrik.

B. Bahan

1. Kapasitor

Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor mempunyai satuan Farad dari Michael Faraday.

                                                

2. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronika yang berguna untuk menghambat aliran arus listrik sehingga tidak terjadi short circuit. mempunyai resistansi yang berbeda beda sesuai kebutuhan. 

Resistor

3. Ground

Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

4. Baterai

Baterai merupakan sebuah benda yang dapat atau bisa mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Energi listrik yang dihasilkan oleh baterai tersebut sama seperti akumulator, yakni listrik searah dikatakan DC. Jumlah listrik yang dihasilkan tersebut tergantung dari seberapa besar baterai tersebut.

Baterai

Fungsi Baterai:

Sangat beragam fungsi dari baterai dalam kehidupan sehari-hari namun memiliki intinya yang sama yakni sebagai sumber energi, karena hampir pada semua alat elektronik yang sifatnya mobile juga perlu baterai sebagai sumber energi.

5. Transistor NPN

Sederhananya, transistor npn merupakan komponen elektronika yang terdiri dari dua semikonduktor tipe-n yang mengapit semikonduktor. Ketika sinyal kecil diberikan pada lapisan basis transistor, maka transistor NPN akan mengalirkan arus listrik dari lapisan kolektor ke lapisan emitor. Arus listrik yang mengalir melalui transistor dapat dikendalikan oleh sinyal kecil yang diberikan pada lapisan basis.

4. Dasar teori[Back]

Analisis perkiraan rangkaian  ekuivalen hibrid pada Gambar 5.104 menyatakan konfigurasi emitor umum dan Gambar 5.105 menyatakan konfigurasi basis umum, keduanya sangat mirip karena itu hanya menggunakan model re. Konfigurasi akan dimasukkan ke dalam bagian ini untuk menunjukkan kesamaan dalam pendekatan dan persamaan yang dihasilkan.

Parameter model hybrid ditentukan oleh lembar data atau analisis eksperimental dan analisis dc yang terkait dengan penggunaan model re bukan merupakan integral bagian dari penggunaan parameter hybrid. Dengan demikian,  ketika masalah disajikan parameter seperti h ie , h fe , h ib , dan seterusnya, akan ditentukan.

1. Konfigurasi fixed-bias  

Untuk konfigurasi bias pembagi tegangan pada Gambar ini, dihasilkan sinyal kecil ac jaringan yang setara akan memiliki tampilan yang sama seperti gambar dibawah ini, dengan RB digantikan oleh  R R1 R2

2. Konfgurasi pembagi tegangan 

Untuk konfigurasi bias pembagi tegangan pada Gambar 5.109, dihasilkan sinyal kecil ac jaringan ekivalen akan memiliki tampilan yang sama seperti Gambar 5.107

3. Konfigurasi emmiter bias yang tidak busa dilewati

Untuk konfigurasi emiter bias yang tidak dilewati pada gambar 5.110 model ac sinyal kecil akan sama, dengan br diganti dengan hi, analisis akan dilanjutkan dengan cara yang sama

4. Konfigurasi emmiter pengikut

Untuk emitor pengikut mode ac sinyal kecil, oleh karena itu persamaan yang dihasilkan sangat mirip Zi

Untuk Z0, jaringan output yang ditentukan oleh persamaan yang dihasilkan 

akan muncul

5. Konfigurasi Common-base

Konfigurasi terakhir yang akan diperiksa dengan perkiraan rangkaian ekuivalen hybird

• Resistor

Simbol :

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R).

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

•       Transistor

Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.

1. Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.

2. Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.

3. Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.

 

Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Selain itu, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. Pada titik jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor. 

 

Rumus-rumus transistor:

Spesifikasi :

• Bi-Polar Transistor
• DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
• Continuous Collector current (IC) is 100mA
• Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
• Base Current(IB) is 5mA maximum

Konfigurasi Transistor

Konfigurasi Common Base adalah konfigurasi yang kaki Basis-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT.  Pada Konfigurasi Common Base, sinyal INPUT dimasukan ke Emitor  dan sinyal OUTPUT-nya diambil dari Kolektor, sedangkan kaki Basis-nya di-ground-kan. Oleh karena itu, Common Base juga sering disebut dengan istilah “Grounded Base”. Konfigurasi Common Base ini menghasilkan Penguatan Tegangan antara sinyal INPUT dan sinyal OUTPUT namun tidak menghasilkan penguatan pada arus.

Konfigurasi Common Collector (CC) atau Kolektor Bersama memiliki sifat dan fungsi yang berlawan dengan Common Base (Basis Bersama). Kalau pada Common Base menghasilkan penguatan Tegangan tanpa memperkuat Arus, maka Common Collector ini memiliki fungsi yang dapat menghasilkan Penguatan  Arus namun tidak menghasilkan penguatan Tegangan. Pada Konfigurasi Common Collector, Input diumpankan ke Basis Transistor sedangkan Outputnya diperoleh dari Emitor Transistor sedangkan Kolektor-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Konfigurasi Kolektor bersama (Common Collector) ini sering disebut juga dengan Pengikut Emitor (Emitter Follower) karena tegangan sinyal Output pada Emitor hampir sama dengan tegangan Input Basis.

Konfigurasi Common Emitter (CE) atau Emitor Bersama merupakan Konfigurasi Transistor yang paling sering digunakan, terutama pada penguat yang membutuhkan penguatan Tegangan dan Arus secara bersamaan. Hal ini dikarenakan Konfigurasi Transistor dengan Common Emitter ini menghasilkan penguatan Tegangan dan Arus antara sinyal Input dan sinyal Output. Common Emitter adalah konfigurasi Transistor dimana kaki Emitor Transistor di-ground-kan dan dipergunakan bersama untuk INPUT dan OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Emitter ini, sinyal INPUT dimasukan ke Basis dan sinyal OUTPUT-nya diperoleh dari kaki Kolektor.

   

•     kapasitor

Gambar Simbol Kapasitor

Setiap perangkat elektronika memiliki simbol sebagai lambang. Demikian pula dengan rangkaian kapasitor. Pada simbol kapasitor dibuat dengan tampilan yang nyaris sama.

Namun terdapat pula perbedaan yang terletak pada beberapa titik yang bertujuan untuk membedakan jenisnya.

Simbol kapasitor dibedakan menjadi dua, yaitu:

• Simbol kapasitor standar Eropa.
• Simbol kapasitor standar Amerika.

Anda dapat melihat contoh simbol-simbol kapasitor seperti dibawah ini:

• 

Dari gambar diatas dapat disimpulkan bahwa simbol kapasitor standar Eropa dilambangkan dengan dua segi empat yang dibuat sejajar. Sedangkan untuk simbol kapasitor standar Amerika, mereka menggunakan dua garis yang disejajarkan secara vertikal. Secara sekilas, simbol kapasitor dari kedua jenis diatas terlihat mirip. Perbedaannya hanya terletak pada beberapa bagian. Berikut ini penjabarannya.

• Adanya kutub positif untuk kapasitor bipolar.
• Perbedaan letak ujung panah untuk kapasitor variabel (trimmer).
• Terdapat perbedaan bentuk fisik dan cara mengubah kapasitas pada kapasitor trimmer dengan varco biasa.

Macam-Macam Rangkaian Kapasitor

Untuk mendapatkan nilai tertentu pada kapasitor, hal tersebut bisa didapatkan dengan cara merangkai beberapa buah kapasitor sesuai kebutuhan.

Rangkaian untuk kapasitor pada umumnya sama dengan rangkaian listrik yang dapat dibedakan menjadi tiga, yakni rangkaian kapasitor seri, paralel dan juga gabungan. Simak penjelasannya berikut ini:

1. Rangkaian Kapasitor Seri

Rangkaian kapasitor seri merupakan rangkaian yang dibuat dengan cara menyambungkan kaki-kaki kapasitor dalam satu garis lurus. Pada rangkaian seri, ketika Anda ingin mencari hambatan. Maka hambatan totalnya cukup dijumlahkan saja.

Untuk mendapatkan hasil penghitungannya, Anda dapat menggunakan rumus kapasitor seri, yakni adalah:

2. Rangkaian Kapasitor Paralel

Rangkaian kapasitor paralel merupakan rangkaian yang terdiri dari 2 buah atau lebih kapasitor yang disusun dengan bentuk paralel atau berderet.

Untuk jenis kapasitor paralel, susunan rangkaian paralel dapat Anda lihat pada gambar berikut ini:

Untuk penghitungan nilai kapasitas rangkaian paralel pada kapasitor, Anda dapat menggunakan rumus kapasitor paralel, yaitu:

3. Kapasitor Gabungan

Rangkaian gabungan merupakan rangkaian kapasitor yang terdiri dari perpaduan antara seri dan paralel.

Untuk menghitung nilai kapasitas dari rangkaian gabungan, Anda dapat menghitung dengan menggunakan rumus kapasitor gabungan di atas, yakni dengan menghitung masing-masing rangkaian, antara seri dan paralel kemudian menjumlahkannya.

5. Percobaan[Back]

a) Prosedur[Back]

Step 1    : Buka Aplikasi Proteus 

Step 2    : Susun dan siapkan komponen 

Step 3    : Rangkai komponen

Step 4    : Mulai simulasi pada proteus 

Step 5    : Amati rangkaian yang dibuat

b) Rangkaian simulasi dan prinsip kerja[Back]

1. Konfigurasi Fixed-bias

   
   Pada konfigurasi fixed bias ini ,arus base akan didapatkan dari arus yang mengalir dari vcc menuju R1 menuju kaki base kemudian ke kaki emitter dan menuju ground.Dimana untuk mencari arus collector yang mengalir dari vcc meuju r2 menuju kaki collector menuju kaki emitter didapatkan dari rumus (B.Ib) dimana B adalah penguat arus yang ada pada transistor
2. Konfigurasi pembagi tegangan

   

   Pada konfigurasi pembagi tegangan ini,arus yang akan mengalir ke kaki base didapatkan dari arus yang mengalir dari vcc menuju R1 ,dan menuju sebuah node.Di node tersebut arus akan terbagi,arus pertama akan mengalir ke R3 menuju ground,dan arus yang kedua akan masuk ke kaki base kemudian lanjut ke kaki emitter ,lanjut ke RE dan ke ground
3. Konfigurasi emmiter bias yang tidak bisa dilewati

   

   Pada konfigurasi emitter yang tidak bisa dilewati,ini mirip dengan konfigurasi fixed bias,akan tetapi pada kaki emitter dihubungkan ke sebuah resistor RE.dimana arus yang mengalir ke RE ini merupakan Arus base yang ditambah dengan arus collector
4. Konfigurasi emmiter pengikut

Pada konfigurasi emitter pengikut ini,bentuknya hampir sama dengan konfigurasi emitter yang tidak bisa dilewati,disini Vo nya itu sama dengan V pada kaki emitter

1. Konfigurasi Common-base
   

Prinsip kerja: Baterai sebagai sumber tegangan. Tegangan dialirkan ke resistor, kapasitor dan ke NPN Transistor. Arus yang mengalir di antara kaki basis dan emitor akan berfungsi sebagai saklar untuk mengalirkan arusa yang lebih besar dari kaki kolektor ke emitor

c) Video simulasi[Back]

1. Konfigurasi Fixed-bias 

 

        2.Konfgurasi pembagi tegangan  

 

      3.Konfigurasi emmiter bias yang tidak bisa dilewati 

                  4.Konfigurasi emmiter pengikut

 

     

6. File Download[Back]

A. Rangkaian di Proteus 

• Download File 5.106 klik disini
• Download File 5.108 klik disini
• Download File 5.109 klik disini 
• Download File 5.110 klik disini
• Download File 5.111 klik disini
• Download File 5.112 klik disini
• Download File 5.113 klik disini
• Download Datasheet Resistor klik disini
• Download Datasheet Transistor 2N2222 klik disini
• Download  Tambahan Datasheet Transistor 2N2222 klik disini

B. Video simulasi

• Download Video Simulasi konfigurasi fixed bias klik disini
• Download Video Simulasi konfigurasi pembagi tegangan klik disini
• Download Video Simulasi konfigurasi emitter  bias  yang tidak bisa dilewati klik disini
• Download Video Simulasi konfigurasi emitter pengikut klik disini