Analisis Impedansi Masukan dan Keluaran Penguat

Impedansi masukan dalam penguat transistor bervariatif secara signifikan dengan topologi sirkuit dan biasing. Meskipun impedansi sebenarnya kompleks dan bergantung frekuensi, perkiraan praktis memberikan panduan yang jelas untuk tiga konfigurasi dasar.

Untuk kolektor umum (emitter follower), resistansi masukan adalah resistansi emitter dikalikan dengan gain arus:

Rin = \beta RE

Dalam tahap emitter umum, situasinya sedikit lebih terlibat karena resistansi emitter internal, r_ee, harus dipertimbangkan:

Resistansi emitter internal diberikan oleh:

ree = \dfrac{KT}{IE}\quad \text{where}\quad K = 1.38\times10^{-23}\,\text{W·s/K},\;T \approx 300\,\text{K}

Untuk transistor silikon, konstanta menyederhanakan menjadi sekitar 26 mV per miliamper arus emitter:

ree \approx \dfrac{26\,\text{mV}}{IE\,(\text{A})}

Oleh karena itu, resistansi masukan dari tahap emitter umum adalah:

Rin = \beta\,ree

Contoh: Dengan \beta = 100 dan bias emitter 1 mA,

ree = \dfrac{26\,\text{mV}}{1\,\text{mA}} = 0.26\,\Omega
Rin = 100 \times 0.26\,\Omega = 26\,\Omega

Untuk perkiraan yang lebih akurat dalam tahap kolektor umum yang mencakup resistor emitter eksternal R_E, resistansi masukan menjadi:

Rin = \beta\,(RE + ree)

Ekspresi ini juga berlaku untuk konfigurasi emitter umum yang menggabungkan resistor emitter.

Konfigurasi basis umum memiliki impedansi masukan yang jauh lebih rendah, pada dasarnya sama dengan resistansi emitter internal:

Rin = ree

Impedansi masukan tinggi membuat kolektor umum ideal untuk mengemudi sumber dengan impedansi tinggi seperti mikrofon kristal atau keramik. Impedansi masukan rendah basis umum berguna dalam aplikasi RF di mana kabel koaksial 50 Ω harus dicocokkan. Tahap emitter umum menawarkan impedansi masukan sederhana, menjadikannya cocok untuk sumber menengah seperti mikrofon dinamis.

Impedansi keluaran untuk tiga konfigurasi dasar diringkas dalam gambar di bawah ini. Impedansi keluaran sederhana dari tahap emitter umum menjelaskan popularitasnya untuk tugas amplifikasi umum. Impedansi keluaran sangat rendah dari tahap kolektor umum dimanfaatkan untuk pencocokan impedansi, misalnya, dalam koneksi tanpa trafo ke speaker 4 Ω. Ekspresi bentuk tertutup untuk resistansi keluaran ada tetapi lebih kompleks; lihat turunan R. Victor Jones (lihat referensi [RVJ]).

Karakteristik penguat disesuaikan dari GE Transistor Manual, Gambar 1.21.

Ulasan

• Lihat gambar di atas untuk perbandingan visual impedansi masukan dan keluaran.

Lembar Kerja Terkait

• Penguat BJT Kelas A