Bias BJT:Semua yang Perlu Anda Ketahui

Sirkuit elektronik dengan kemampuan amplifikasi dapat bekerja lebih efisien jika BJT mengalami biasing. Umumnya, proses ini melibatkan penerapan tegangan eksternal ke terminalnya yang mengalihkan perangkat ke keadaan yang diinginkan. Banyak desain sirkuit biasanya menampilkan resistor untuk mendistribusikan arus input dan level tegangan yang benar. Memvariasikan teknik biasing BJT memberikan karakteristik khusus, sementara yang lain mencegah pelarian termal. Akibatnya, ini membuat mereka sangat berguna untuk aplikasi amplifikasi.

Artikel ini akan memandu Anda melalui dasar-dasar biasing BJT dan implementasi sirkuit. Jadi mari kita lihat!

Apa itu Bias BJT?

Gambar ini menunjukkan transistor sambungan bipolar.

Sumber:Wikimedia Commons

Secara umum, biasing transistor melibatkan penerapan sejumlah tegangan tertentu ke terminal basis dan emitor BJT, meningkatkan efisiensi dan kinerjanya. Dalam hal ini, proses memungkinkan transistor untuk memperkuat sinyal input AC dalam rangkaian transistor. Jadi biasing BJT akan mengatur persimpangan emitor-basis dalam keadaan bias maju. Sementara itu, persimpangan basis-kolektor akan dikonfigurasikan ke keadaan bias mundur. Dengan demikian, ia akan beroperasi di wilayah aktif.

Biasing BJT akan mengandalkan resistor untuk mendistribusikan level tegangan yang benar.

Sumber:Wikimedia Commons

Juga, resistor kolektor harus memiliki peringkat yang memungkinkan tegangan kolektor-emitor melebihi 0,5V untuk transistor germanium dan 1V untuk transistor silikon.

BJT Beta

Gambar yang menunjukkan proses aliran arus dalam transistor sambungan bipolar.

Sumber:Wikimedia Commons

Beta (β) mengacu pada sensitivitas keseluruhan perangkat antara arus basis dan tingkat amplifikasi kolektornya. Itu juga dapat mengidentifikasi keuntungan perangkat. Misalnya, arus basis transistor akan diperkuat 100 jika nilai cocok dengan nilai itu. Tentu saja, faktor ini dibangkitkan ketika transistor sambungan bipolar beroperasi dalam keadaan aktif-maju.

Sirkuit Bias BJT

Kami menyertakan beberapa contoh rangkaian biasing BJT, yang berguna untuk tujuan amplifikasi.

Bias tetap

Diagram rangkaian bias tetap.

Seperti yang Anda lihat pada diagram rangkaian, resistor basis (R_B ) terhubung ke V_CC dan terminal pangkalan. Dalam hal ini, tegangan jatuh pada R_B menyebabkan sambungan basis-emitor diatur ke keadaan bias maju. Rumus berikut menentukan nilai IB.

Keduanya V_CC dan V_BE memiliki nilai tetap dalam rangkaian tipe bias tetap. Sementara itu, R_B tetap konstan. Akibatnya, saya_B juga akan memiliki nilai kontinu, yang mengarah ke titik operasi terbatas. Dengan demikian, tipe bias ini memberikan stabilitas termal yang buruk karena faktor stabilitas +1.

Ini terjadi karena ketidakpastian parameter transistor. Ini juga dapat sangat berbeda, terutama dengan model dan jenis transistor yang serupa. I_C juga akan berubah ketika bervariasi. Oleh karena itu, jenis bias dependen ini dapat mengalami perubahan titik operasi karena atribut transistor dan modifikasi suhu.

Secara keseluruhan, rangkaian bias basis tetap bergantung pada komponen minimal dengan desain yang sederhana. Dengan menyesuaikan nilai RB dalam kursus, pengguna dapat mengubah titik operasi wilayah aktif. Selain itu, sumber tidak memiliki beban karena sambungan basis-emitor tidak memiliki resistor. Akibatnya, sirkuit ini memiliki aplikasi switching.

Persamaan berikut merujuk tegangan dan arus untuk rangkaian ini:

Bias kolektor-ke-basis

Diagram rangkaian mewakili desain bias kolektor-ke-basis.

Dalam pengaturan bias kolektor-ke-basis ini, dua resistor memasok wilayah aktif transistor dengan bias DC meskipun nilai . Karena bias DC berasal dari tegangan kolektor (V_C ), ini memastikan stabilitas yang sangat baik.

Daripada rel tegangan suplai (V_CC ), resistor bias dasar (R_B ) terhubung ke kolektor transistor (C). Peningkatan arus kolektor akan menyebabkan tegangan kolektor menurun. Akibatnya, drive basis berkurang, mengurangi arus kolektor. Ini memastikan titik-Q transistor tetap. Dengan demikian, teknik biasing umpan balik kolektor menghasilkan umpan balik negatif di sekitar transistor. Itu terjadi karena RB menarik input langsung dari output, mendistribusikannya ke terminal input.

Penurunan tegangan pada resistor beban (R_L ) menghasilkan tegangan bias. Jadi meningkatkan arus beban akan menghasilkan penurunan tegangan yang signifikan pada resistor beban. Sementara itu, menyebabkan tegangan kolektor menurun. Setelah itu, arus basis (I_B ) akan turun, mengembalikan I_C ke nilai aslinya.

Menjatuhkan arus kolektor menghasilkan reaksi terbalik. Dalam hal ini, pendekatan bias ini mengacu pada bias diri sendiri. Secara keseluruhan, desain ini menyediakan aplikasi yang sangat baik untuk banyak proyek amplifier.

Anda dapat menemukan persamaan rangkaian untuk bias kolektor-ke-basis di bawah ini:

Bias tetap dengan resistor emitor

Bias tetap dengan diagram rangkaian resistor emitor.

Diagram rangkaian menunjukkan jaringan bias tetap yang terhubung ke emitor transistor dengan resistor eksternal (R_E ). Arus emitor meningkat jika V_BE tetap konstan ketika suhu naik. Namun, arus emitor yang meningkat (I_E ) menyebabkan peningkatan tegangan emitor (V_E =I_E R_E ), menyebabkan penurunan tegangan pada resistor dasar (R_B ).

Persamaan di bawah ini menentukan tegangan melintasi resistor dasar.

Sementara itu, Anda dapat menentukan arus basis melalui rumus di bawah ini:

Ini mengurangi arus basis, menghasilkan arus kolektor yang berkurang karena IC cocok dengan IB. Rumus IC =IE (α sama dengan 1) mendefinisikan arus kolektor dan emitor. Akibatnya, ini melawan kenaikan suhu arus emitor, memastikan titik operasi yang stabil. Mengganti transistor dengan tipe alternatif dapat mengubah I_C nilai. Menggunakan teknik yang sama seperti di atas akan meniadakan perubahan apa pun, mempertahankan titik operasi yang persisten. Oleh karena itu, jaringan biasing ini memberikan dukungan yang ditingkatkan melalui jaringan bias basis tetap.

Secara keseluruhan, rangkaian menggunakan persamaan ini:

Bias pembagi tegangan atau pembagi potensial

Diagram rangkaian pembagi tegangan.

Seperti yang Anda lihat, dua resistor eksternal, R₁ dan R₂ , mengintegrasikan ke dalam sirkuit ini untuk membuat pembagi tegangan. Pengaturan ini memungkinkan tegangan yang dihasilkan di seluruh R₂ untuk mengatur persimpangan emitor transistor ke keadaan bias maju. Secara keseluruhan, arus yang mengalir melalui R₂ akan sepuluh kali lebih tinggi dari arus basis yang diperlukan.

Umumnya, jenis bias ini berarti bahwa variasi yang terjadi di V_BE dan tidak akan memengaruhi I_C, yang, pada gilirannya, memberikan stabilitas termal maksimum. Peningkatan suhu akan menyebabkan IC dan IE meningkat. Ini menghasilkan tegangan emitor yang lebih tinggi, menghasilkan tegangan basis-emitor yang lebih rendah. Setelah itu, ini menyebabkan penurunan arus basis (I_B ), mengembalikan I_C ke keadaan awalnya.

Terlepas dari penurunan penguatan penguat, rangkaian bias ini memiliki aplikasi populer karena stabilitas yang dimaksimalkan.

Rangkaian bergantung pada rumus di bawah ini:

Bias emitor

Diagram sirkuit menunjukkan desain bias emitor.

Rangkaian, seperti yang ditunjukkan di atas, bergantung pada dua sumber catu daya yang dikenal sebagai V_CC dan V_EE mengoperasikan. Ini fitur pencocokan tetapi polaritas yang berlawanan. V_EE mengatur persimpangan basis-emitor ke keadaan bias maju. Sementara itu, V_CC membentuk persimpangan kolektor-basis ke keadaan bias mundur.

Selain itu, saya_C dapat mengandalkan R_E>> R_B /β dan V_EE>> V_BE daripada V_BE dan . Melakukannya memberikan titik operasi yang seimbang.

Ringkasan

Seperti yang Anda lihat, biasing BJT memastikan bahwa transistor akan beroperasi dengan benar dalam suatu rangkaian, memberikan penguatan sinyal AC. Ini mencapai ini dengan memilih resistor yang mempengaruhi titik operasi transistor. Selain itu, sambungan kolektor diatur ke keadaan bias mundur sedangkan basis emitor diatur ke keadaan bias maju. Tentu saja, desain sirkuit akan sepenuhnya bergantung pada aplikasi yang dimaksudkan dan apa yang ingin Anda capai.

Apakah Anda memiliki pertanyaan tentang bias BJT? Jangan sungkan untuk menghubungi kami!