Transistor Switching Networks
- Dapat memahami karakteristik jaringan switching transistor
- Mampu membuat rangkaian jaringan switching transistor
a. Resistor
Resistor yang sering diketahui adalah sebagai penghambat arus listrik yang mengalir suatu rangkaian elektronik.
b. Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya.
c. Baterai
Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik.
3. Dasar Teori [kembali]
Penerapan transistor tidak terbatas hanya pada penguatan sinyal. Melalui desain yang tepat dapat digunakan sebagai saklar untuk komputer dan aplikasi kontrol. Jaringan Gambar 4.52a dapat digunakan sebagai inverter dalam sirkuit logika komputer. Perhatikan bahwa tegangan keluaran VC berlawanan dengan yang diterapkan pada terminal dasar atau terminal input. Selain itu, perhatikan tidak adanya pasokan dc yang terhubung ke sirkuit dasar. Satu-satunya sumber dc terhubung ke kolektor atau sisi output dan untuk aplikasi komputer biasanya sama dengan besarnya sisi "tinggi" dari sinyal yang diterapkan — dalam kasus ini 5 V.
Desain yang tepat untuk proses inversi membutuhkan titik operasi yang beralih dari cutoff ke saturasi sepanjang garis beban yang digambarkan pada Gambar 4.52b. Untuk tujuan kami, kami akan menganggap bahwa IC ICEO 0 mA ketika IB 0 A (perkiraan yang sangat baik dalam hal meningkatkan teknik konstruksi), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.52b. Selain itu, kami akan menganggap bahwa VCE VCEsat 0 V daripada tingkat 0,1 hingga 0,3-V yang khas. Ketika Vi 5 V, transistor akan "hidup" dan desain harus memastikan bahwa jaringan sangat jenuh oleh tingkat IB lebih besar daripada yang terkait dengan kurva IB yang muncul di dekat tingkat saturasi. Pada Gambar 4.52b, ini mensyaratkan bahwa IB 50 A. Level saturasi untuk arus kolektor untuk rangkaian Gambar 4.52a ditentukan oleh
Tingkat IB di wilayah aktif sesaat sebelum hasil saturasi dapat diperkirakan dengan persamaan berikut:
IB max =IC sat/ βdc
Untuk tingkat kejenuhan karena itu kita harus memastikan bahwa kondisi berikut terpenuhi:
Untuk jaringan Gambar 4.52b, ketika Vi= 5 V, tingkat IB yang dihasilkan adalah sebagai berikut:
Pers. (4,46) memberikan
Transistor juga dapat digunakan sebagai saklar menggunakan garis beban yang sama. Pada saturasi, IC saat ini cukup tinggi dan tegangan VCE sangat rendah. Hasilnya adalah level resistansi antara dua terminal yang ditentukan oleh :
dan digambarkan pada Gambar 4.53.
Menggunakan nilai rata-rata khas VCEsat seperti 0,15 V memberi
yang merupakan nilai relatif rendah dan 0
ketika ditempatkan secara seri dengan resistor di kisaran kilohm.
Untuk Vi = 0 V, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.54, kondisi cutoff akan menghasilkan tingkat resistansi sebesar:
menghasilkan kesetaraan sirkuit terbuka. Untuk nilai tipikal ICEO =10 mA, besarnya resistansi cutoff adalah :
yang tentunya mendekati kesetaraan rangkaian terbuka untuk banyak situasi.
Ada transistor yang disebut switching transistor karena kecepatan mereka dapat beralih dari satu level tegangan ke yang lain. Pada Gambar 3.23c periode waktu yang didefinisikan sebagai ts, td, tr, dan tf disediakan dibandingkan arus kolektor. Dampaknya pada kecepatan respons keluaran kolektor ditentukan oleh respons arus kolektor pada Gambar 4.56. Total waktu yang diperlukan untuk transistor untuk beralih dari "off" ke "on" state ditetapkan sebagai ton dan ditentukan oleh :
dengan td waktu tunda antara perubahan kondisi input dan awal respons pada output. Elemen waktu tr adalah waktu naik dari 10% menjadi 90% dari nilai akhir
Total waktu yang diperlukan untuk transistor untuk beralih dari kondisi "hidup" ke "mati" disebut sebagai toff dan didefinisikan oleh :
di mana ts adalah waktu penyimpanan dan waktu jatuh dari 90% menjadi 10% dari nilai awal.
PROBLEMS
36. Dengan menggunakan karakteristik Gambar 4.76, tentukan penampilan bentuk gelombang keluaran untuk jaringan dari Gambar 4.94. Sertakan efek VCEsat, dan tentukan IB, IBmax, dan ICsat ketika Vi = 10 V. Tentukan resistansi kolektor-ke-emitor pada saturasi dan cutoff.
Jawab:
Untuk jaringan Gambar tentukan:
a. IB.
b. IC.
c. VCE.
d. VC.
(a)
Lihat gambar 4.136 di buku teks.
Hitung arus basis 
.
Subtitusi 12 V untuk 
, 80 untuk 
, 
untuk 
, 
untuk 
dan 0,7 V untuk 
dalam pernyataan arus basis 
Oleh karena itu, arus basis 
adalah
.
(b)
Hitung arus kolektor 
.
Subtitusi 80 untuk 
dan 
untuk 
dalam ekspresi arus kolektor 
.
Oleh karena itu, arus kolektor 
adalah 
.
(c)
Hitung tegangan kolektor-emitor 
.
Subtitusikan 16 V untuk 
, 0,741 mA untuk 
, 12 V untuk 
, 
untuk 
dan 
untuk 
dalam pernyataan tegangan kolektor-emitor 
.
Oleh karena itu, tegangan kolektor-emitor 
adalah 
.
(d)
Hitung tegangan kolektor 
.
Subtitusikan 
untuk 
, 16 V untuk 
dan 0,741 mA untuk 
dalam ekspresi tegangan kolektor 
.
Oleh karena itu, tegangan kolektor 
adalah 
.
D. Prinsip Kerja Rangkaian [kembali]
Ketika rangkaian aktif, arus atau sumber tegangan pada vcc (5V) akan mengaliri resistor yang sejalur dengan vcc, dan terbaca berbeda-beda hasil pengukurannya. Yang mana pada masing-masing resistor memiliki tahanan yang berbeda. Dengan tahanan yang berbeda mempengaruhi hasil hitung dari voltmeter.
E. Gambar Rangkaian [kembali]
F. Video [kembali]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar