Penguat Satu Transistor

Penguat adalah satu piranti yang bergungsi menguatkan daya sinyal masukan.

Gambar 1. Prinsip penguat

Salah satu syarat yang dituntut penguat adalah bahwa sinyal keluaran harus tepat benar bentuknya seperti sinyal masukan, hanya saja amplitudonya lebih tinggi. Kalau bentuk sinyal keluaran tidak tepat sama sinyal masukan meskipun beda bentuk yang terjadi hanya kecil saja tetap dikatakan sinyal keluarannya cacat.

Penguat paling sederhana terdiri dari satu buah transistor. Ada tiga kemungkinan pemasangan transistor sebagai penguat, yaitu tunggal emitor (Common Emiter), tunggal kolektor (Common Collector), tunggal basis (Common Base).

Masing-masing pola diatas mempunyai karakteristik yang berbeda. Perbandingan antara ketiga pola tersebut dapat dilihat pada gambar beriku ini.

    Gambar2. Tabel karakteristik penguat tunggal transistor

Harga-harga diatas adalah harga untuk :

I_E = 1 mA, R_C = 2.5 KΩ (untuk tunggal emitor dan tunggal kolektor), serta R_B = 390 Ω untuk tunggal kolektor.

 Gambar 3. Penguat tunggal emitor

 Gambar 4. Penguat tunggal kolektor

Gambar 5. Penguat tunggal basis

Read More »

Transistor

Transistor merupakan peralatan yang mempunyai tiga lapis N-P-N atau P-N-P. dalam rentang operasi, arus kolektor I_C merupakan fungsi daria arus basis I_B. perubahan pada arus basis I_B memberikan perubahan yang diperkuat pada arus kolektor untuk tegangan emitor-kolektor V_CE yang diberikan. Perbandingan kedua arus ini dalam orde 15 sampai 100.

Simbol untuk transistor dapat dilihat pada Gambar 1. Sedangkan untuk karakteristik transistor dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 1. Simbol ransistor

Gambar 2. Karakteristik transistor

Salah satu cara pemberian tegangan kerja dari transistor dapat dilakukan seperti pada Gambar 3. Jika digunakan untuk jenis NPN, maka tegangan V_cc -nya positif, sedangkan untuk jenis PNP tegangannya negatif.

Gambar 3. Rangkaian transistor

Arus I_B (misalnya I_b 1) yang diberikan dengan mengatur V_B akan memberikan titik kerja pada transistor. Pada saat itu transistor akan menghasilkan arus kolektor (I_C) sebesar I_C dan tegangan V_CE sebesar V_CE 1. Titik Q (titik kerja transistor) dapat diperoleh dari persamaan sebagai berikut :

Persamaan garis beban = Y = V_CE = V_CC – I_C x R_L

Jadi untuk I_C = 0, maka V_CE = V_CC dan untuk V_CE = 0, maka diperoleh I_C = V_CC/R_L

Apabila harga-harga untuk I_C dan I_CE sudah diperoleh, maka dengan menggunakan karakteristik transistor yang bersangkutan, akan diperoleh titik kerja transistor atau titik Q.

Pada umumnya transistor berfungsi sebagai suhu switching (kontak on-off). adapun transistor yang berfungsi sebagai switching ini selalu berada pada daerah jenuh (saturasi) dan daerah cut off (bagian yang diarsir pada Gambar 2). Transistor dapat bekerja pada daerah jenuh dan daerah cut off –nya dengan cara melakukan pengaturan tegangan V_B dan rangkaian pada basisnya (tahanan R_B) dan juga tahanan bebannya (R_L). Untuk mendapatkan on-off yang bergantian dengan periode tertentu dapat dilakukan dengan memberikan tegangan V_B yang berupa pulsa, seperti pada Gambar 4.

Gambar 4. Pulsa trigger dan tegangan output V_CE

Apabila V_B = 0, maka transistor off (cut off), sedangkan V_B = V₁ dan dengan mengatur R_B dan R₁ sedemikian rupa, sehingga menghasilkan menghasilkan arus I_B yang akan menyebabkan transistor dalam keadaan jenuh. Pada keadaan ini V_CE adalah kira-kira sama dengan nol (V_sat = 0.2 Volt). Bentuk output V_CE yang terjadi pada Gambar 4. Penjelasannya adalah sebagai berikut (lihat Gambar 3 dan Gambar 4) :

Pada kondisi V_B = 0, harga I_C = 0, dan berdasarkan persamaan loop :

V_CC + I_C R₁ + V_CE = 0, dihasilkan V_CE = +V_CC

Pada kondisi V_B = V₁, harga V_CE = 0 dan I_V = I saturasi

Untuk mendapatkan arus I_C, (I saturasi) yang cukup besar pada rangkaian switching ini, umumnya R_L didisain sedemikian rupa sehingga R_L mempunyai tahanan yang kecil.     

Read More »

Kelebihan dan Keterbatasan Sistem Digital

Kelebihan Sistem Digital

1. Mudah dalam mendesainnya.
2. Penyimpanan informasi lebih mudah
3. Ketelitiannya lebih besar
4. Kerjanya dapat diprogram. Sistem analog dapat juga deprogram tetapi lebih kompleks dan terbatas.
5. Rangkaian digital lebih rendah noise nya
6. Rangkaian digital dapat di fabrikasi dalam IC chips

Keterbatasan Sistem Digital

Dalam kenyataannya ada satu masalah utama dalam menggunakan sistem digital yaitu : Dalam kondisi riilnya semua kuantitas adalah bersifat analog, dan kuantitas-kuantitas inilah yang sering diukur, dimonitor atau dikontrol. Jadi apabila akan menggunakan teknik digital diperlukan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Ubahlah input yang masih dalam besaran analog menjadi bentuk digital (Analog to Digital Converter atau ADC)
2. Selanjutnya proses dilakukan secara digital
3. Ubah output digital menjadi besaran analog (Digital to Analog Converter atau DAC)

Diagram berikut menunjukkan sistem kontrol temperatur.

Read More »

Sistem Bilangan Digital

Banyak sistem-sistem bilangan yang digunakan pada teknologi digital. Yang paling umum adalah sistem-sistem desimal, biner, oktal dan heksadesimal. Sistem desimal adalah yang banyak dikenal karena sering digunakan setiap hari. Dengan mempelajari karakteristiknya akan membantu memahami sistem-sistem bilangan lain secara lebih baik.

1. Sistem Desimal

Sistem desimal tersusun atas 10 angka atau simbol, yang dikenal dengan digit. Ke-10 simbol ini adalah  0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Sistem desimal juga disebut sistem basis-10, karena mempunyai 10 digit. Kenyataannya, kata ”digit” adalah kata latin yang berarti ”jari-jari”.

Sistem desimal adalah suatu sistem nilai posisional di mana nilai dari suatu digit tergantung kepada posisinya. Misalnya perhatikanlah bilangan desimal 634 ini artinya digit 4 sesungguhnya menyatakan 4 satuan. 3 menyatakan 3 puluhan dan 6 menyatakan 6 ratusan. Ringkasnya, 6 merupakan yang paling berbobot dari ketiga digit, dikenal sebagai Most Significant Digit (MSD). 4 bobotnya paling kecil dan disebut Least Significant Digit (LSD). Perhatikan contoh lain, 75.25. Bilangan ini sesungguhnya sama dengan tujuh puluh plus lima satuan plus dua persepuluh plus lima perseratus.

2. Sistem Biner

Hampir semua sistem digital menggunakan sistem bilangan biner sebagai dasar sistem bilangan dari operasinya, meskipun sistem-sistem bilangan lain sering digunakan secara bersama-sama dengan biner. Dengan menggunakan 2 level yang ada pada sistem biner maka sangatlah mudah untuk mendesain rangkaian – rangkaian elektronik yang akurat dibandingkan dengan menggunakan 10 level yang ada pada sistem desimal.

Dalam sistem biner, hanya ada 2 simbol atau digit yaitu 0 dan 1 yang dikenal juga dengan system basis-2. Sistem biner ini dapat digunakan untuk menyatakan setiap kuantitas yang dapat dinyatakan dalam desimal atau sistem bilangan yang lainnya.

Sistem biner juga suatu sistem nilai posisional, dimana tiap-tiap digit biner mempunyai nilainya sendiri atau bobot yang dinyatakan sebagai pangkat 2.

Tabel berikut menunjukkan urutan hitungan pada system bilangan biner.

3. Menyatakan Kuantitas-Kuantitas Biner

Dalam system digital informasi yang akan diproses biasanya dinyatakan dalam bentuk biner. Kuantitas biner dapat dinyatakan dengan setiap alat yang hanya mempunyai dua kondisi kerja. Sebagai contoh sebuah saklar yang hanya mempunyai kondisi terbuka yang menyatakan biner 0 atau kondisi tertutup yang menyatakan biner 1.

Gambar 1. Menggunakan saklar untuk menyatakan bilangan-bilangan biner

Pada sistem-sistem digital elektronik, informasi biner dinyatakan oleh sinyal-sinyal listrik yang terdapat pada input dan output dari berbagai macam rangkaian-rangkaian elektronik. Dalam sistem ini, biner 0 dan 1 dinyatakan oleh dua tegangan  yang ekstrim berlawanan. Misalnya biner 0 dapat dinyatakan dengan harga nominal 0 volt dan biner 1 dinyatakan dengan 5 volt. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar 1.5 berikut.

Biner 1            : tegangan antara 2V sampai 5V
Biner 0            : tegangan antara 0V sampai 0.8 V

Tegangan antara 0.8V sampai 2V tidak digunakan, karena akan menyebabkan kesalahan dalam rangkaian digital.

Gambar 1. Bentuk sinyal digital

Read More »

Representasi Bilangan

Pada dasarnya ada 2 cara  dalam merepresentasikan atau menyatakan nilai bilangan dari suatu kuantitas yaitu analog dan digital.

Representasi Analog

Pada representasi analog suatu kuantitas direpresentasikan dengan kuantitas lain yang nilainya berbanding lurus dengan kuantitas pertama tersebut. Suatu contoh dari representasi analog adalah speedometer mobil, dimana simpangan jarum sebanding dengan kecepatan mobil. Posisi sudut dari jarum menunjukkan besarnya kecepatan mobil, dan jarum tersebut mengikuti setiap perubahan yang terjadi pada saat kecepatan mobil naik atau turun.

Contoh lain adalah thermostat ruang, dimana melengkungnya batang bimetal sebanding dengan temperatur ruang. Pada saat temperatur berubah secara bertingkat, lengkungan batang berubah sebanding dengan perubahan temperatur.

Kuantitas-kuantitas analog seperti yang diutarakan di atas mempunyai suatu karakteristik penting: kuantitas berubah secara bertingkat pada suatu rentang harga kontinyu.

Gambar 1 berikut ini menunjukkan diagram dari tegangan analog versus waktu. Pada gambar terlihat bahwa besarnya tegangan analog berubah secara kontinyu untuk setiap perubahan waktu.

Gambar 1. Diagram dari tegangan analog versus waktu

Representasi Digital

Pada representasi digital, kuantitas-kuantitas tidak dinyatakan dengan kuantitas-kuantitas sebanding tetapi dengan symbol-simbol yang disebut digit. Sebagai contoh, perhatikanlah jam digital, yang menunjukkan waktu dalam bentuk digit-digit desimal yang menyatakan jam-menit-dan detik. Seperti diketahui, waktu berubah secara kontinyu, tetapi yang terbaca dalam jam digital tidak berubah secara kontinyu, ia berubah  satu step demi satu step per detik. Dengan kata lain, representasi digital dari waktu berubah dalam step-step diskrit. Dibandingkan dengan representasi analog dari waktu yang ditunjukkan oleh jarum jam, dimana pembacaan skala berubah secara kontinyu.
Gambar 2 berikut ini menunjukkan diagram dari tegangan digital versus waktu. Pada gambar terlihat bahwa besarnya tegangan digital berubah secara step demi step untuk setiap perubahan waktu.

Gambar 2. Diagram dari tegangan digital versus waktu

Secara sederhana perbedaan utama antara kuantitas analog dan kuantitas digital, dapat dinyatakan sebagai berikut :

Analog = continuous
Digital = discrete (step by step)

Read More »