Merancang Penguat Diferensial Gain Tinggi dengan Transistor NPN
Bagian dan Bahan
- Dua baterai 6 V
- Dua transistor NPN (2N2222 atau 2N3403 direkomendasikan – lihat katalog Radio Shack #276-1617 untuk paket nyaman lima belas)
- Dua potensiometer linier satu putar 10 kΩ (katalog Radio Shack #271-1715)
- Dua resistor 22 kΩ
- Dua resistor 10 kΩ
- Satu resistor 100 kΩ
- Satu resistor 1,5 kΩ
Sementara nilai resistor yang tepat tidak krusial, mereka telah dipilih untuk memaksimalkan voltage gain dan memberikan rangkaian respons “mirip komparator.”
Referensi Silang
Lihat Lessons In Electric Circuits, Vol. 3, bab. 4 “Transistor Bipolar Junction” dan bab. 8 “Operational Amplifiers” untuk teori dasar.
Tujuan Pembelajaran
- Mendesain rangkaian penguat diferensial dasar
- Mendefinisikan tegangan diferensial dan common-mode dan memahami peran mereka dalam operasi penguat
Diagram Skematik
Ilustrasi
Instruksi
Konfigurasi ini adalah inti dari sebagian besar rangkaian op-amp: pasangan diferensial. Ini sengaja sederhana, menyediakan respons non-linier gain tinggi yang berfungsi terutama sebagai komparator.
Rasio resistor kolektor-to-emitor yang besar (100 kΩ / 1,5 kΩ) memberikan karakteristik transfer yang curam. Saat dua tegangan input konvergen, output di kolektor Q2 berayun cepat di antara supply rails.
Perhatikan bagaimana dua potensiometer mempengaruhi output secara berbeda: satu bertindak sebagai input non-inverting, yang lain sebagai input inverting. Perilaku komplementer ini adalah ciri khas penguat diferensial.
Dalam perangkat ideal, output hanya bergantung pada selisih tegangan di antara input dan imun terhadap tegangan common-mode apa pun. Dalam praktiknya, output rangkaian juga bervariasi dengan tegangan common-mode, terutama ketika rentang input terbatas oleh resistor 22 kΩ.
Untuk menjelajahi rentang dinamis penuh, Anda dapat melewatkan resistor seri 22 kΩ dengan kawat penghubung, memungkinkan setiap potensiometer untuk sweep dari 0 hingga 12 V. Resistor emitter (1,5 kΩ) melindungi transistor dari thermal runaway dengan membatasi arus kolektor.
Lembar Kerja Terkait
