1. Fixed Bias
Rangkaian fixed bias adalah metode pembiasan transistor yang paling sederhana, di mana basis transistor dihubungkan ke tegangan suplai (Vcc) melalui sebuah resistor. Resistor ini berfungsi untuk membatasi arus basis sehingga transistor dapat beroperasi. Namun, titik kerja (Q-point) pada metode ini sangat bergantung pada faktor β transistor dan kondisi suhu. Oleh karena itu, meskipun mudah dirancang, rangkaian fixed bias kurang stabil dan jarang digunakan pada aplikasi praktis yang membutuhkan kestabilan tinggi.
2. Emitter-Stabilized Bias
Pada metode emitter-stabilized bias, resistor ditambahkan pada jalur emitor sehingga menciptakan tegangan emitor (Ve) yang bekerja sebagai umpan balik negatif. Ketika arus kolektor meningkat akibat perubahan β atau suhu, arus emitor juga meningkat dan menyebabkan tegangan emitor naik. Hal ini mengurangi tegangan basis-emitor (Vbe), sehingga arus kolektor akan berkurang kembali. Dengan demikian, titik kerja transistor menjadi lebih stabil dibanding fixed bias karena adanya mekanisme stabilisasi otomatis dari resistor emitor.
3. Self Bias
Pada metode self bias, bias diberikan dengan cara menghubungkan basis transistor ke kolektor melalui sebuah resistor. Prinsip kerjanya adalah jika arus kolektor meningkat, maka tegangan kolektor akan turun. Penurunan tegangan kolektor ini juga menurunkan tegangan basis, sehingga tegangan Vbe berkurang dan transistor secara otomatis mengurangi hantaran arusnya. Proses ini menciptakan keseimbangan yang membuat titik kerja relatif stabil. Oleh karena itu, self bias sering disebut juga bias otomatis karena kemampuannya menyesuaikan kondisi kerja transistor secara mandiri.
4. Voltage Divider Bias
Voltage divider bias adalah metode pembiasan yang paling banyak digunakan karena memberikan kestabilan tinggi. Pada metode ini, basis transistor mendapatkan tegangan dari pembagi tegangan yang dibentuk oleh dua resistor (R1 dan R2) yang dihubungkan ke Vcc. Tegangan basis yang dihasilkan cukup stabil dan tidak banyak dipengaruhi oleh variasi β transistor. Selain itu, penambahan resistor emitor (Re) semakin meningkatkan kestabilan melalui umpan balik negatif. Dengan stabilitas yang lebih baik, metode ini sangat sesuai untuk aplikasi penguat transistor.
5. Power Supply dengan IC Regulator
IC regulator digunakan dalam rangkaian power supply untuk menjaga tegangan keluaran tetap konstan meskipun terjadi variasi pada tegangan input atau beban. Kapasitor biasanya ditambahkan pada input maupun output regulator untuk menyaring noise dan mengurangi ripple, sehingga tegangan DC yang dihasilkan lebih halus. Resistor beban akan mempengaruhi arus keluaran, tetapi regulator tetap berusaha menjaga tegangan output mendekati nilai nominal. Prinsip kerja IC regulator ini membuatnya sangat penting pada perangkat elektronik modern karena mampu menyediakan tegangan yang stabil dan aman bagi rangkaian lain.
Kondisi 3
Percobaan 1
Percobaan 2
Percobaan 3
Percobaan 4
Percobaan 5
1. Analisa prinsip kerja dari rangkaian self bias berdasarkan nilai parameter yang didapatkan ketika percobaan!
Jawab:
Pada rangkaian self bias, transistor diberikan bias dengan menggunakan resistor pada emitor yang berfungsi sebagai umpan balik negatif. Resistor ini menghasilkan tegangan emitor (Ve) yang membuat tegangan basis relatif stabil terhadap perubahan arus kolektor (Ic). Dari hasil percobaan biasanya didapatkan bahwa ketika arus kolektor naik, tegangan emitor juga naik, sehingga perbedaan Vbe mengecil dan transistor otomatis mengurangi hantaran arusnya. Mekanisme ini membuat titik kerja (Q-point) transistor menjadi lebih stabil terhadap variasi β transistor maupun suhu. Jadi, berdasarkan parameter hasil percobaan, terlihat bahwa arus kolektor tidak banyak berubah walaupun terjadi sedikit variasi pada tegangan masukan atau karakteristik transistor.
2. Analisa prinsip kerja dari rangkaian voltage divider bias berdasarkan nilai parameter yang didapatkan ketika percobaan!
Jawab:
Rangkaian Voltage Divider Bias menggunakan dua resistor (R1 dan R2) yang disusun sebagai pembagi tegangan untuk memberikan tegangan tetap pada basis (Vb) transistor. Tegangan basis ini relatif stabil karena ditentukan oleh rasio R1 dan R2 terhadap tegangan suplai (Vcc), bukan semata-mata oleh karakteristik transistor. Ketika tegangan basis (Vb) sudah terbentuk, transistor akan memiliki tegangan basis-emitor (Vbe) sekitar 0,7 V untuk transistor NPN (atau sekitar -0,7 V untuk PNP). Tegangan pada emitor (Ve) kemudian menjadi: Ve=Vb−Vbe.
Dengan adanya resistor emitor (Re), akan terbentuk tegangan jatuh (Ve = Ie × Re). Resistor ini memberikan umpan balik negatif. Jika arus kolektor (Ic) cenderung naik karena perubahan β transistor atau suhu, maka arus emitor (Ie) juga naik. Kenaikan Ie menyebabkan tegangan emitor (Ve) bertambah. Karena Ve naik, selisih (Vb - Ve) atau Vbe menjadi lebih kecil → transistor otomatis mengurangi arus hantaran.
3. Analisa pengaruh variasi kapasitor dan resistor terhadap output pada rangkaian Power Supply dengan IC Regulator!
Jawab:
Pada rangkaian power supply berbasis IC regulator, resistor dan kapasitor berperan penting untuk kualitas tegangan DC yang dihasilkan. Jika ditambahkan beban resistor pada keluaran, maka tegangan output akan sedikit turun sesuai dengan arus beban. Resistansi beban yang lebih kecil akan menarik arus lebih besar, sehingga terlihat adanya voltage drop pada regulator meskipun output masih dipertahankan mendekati nilai nominal oleh IC regulator.
Kapasitor input berfungsi untuk menyaring tegangan AC dari penyearah (rectifier), sedangkan kapasitor output berfungsi sebagai filter tambahan untuk mengurangi ripple dan noise. Dari percobaan biasanya terlihat bahwa semakin besar nilai kapasitor, maka ripple tegangan semakin kecil dan output menjadi lebih halus. Sebaliknya, jika kapasitor kecil atau tidak dipasang, ripple meningkat dan tegangan output menjadi tidak stabil. Dengan demikian, variasi resistor dan kapasitor pada rangkaian power supply mempengaruhi stabilitas, ripple, dan kemampuan regulator mempertahankan tegangan keluaran tetap konstan.
Video Penjelasan Emitter Stabillized Bias
Video Penjelasan Voltage Divider Bias
Video Penjelasan Regulator Power Supply