Unit7

PENGUAT GELO MBANG SINUS E1002 /

u nit

Mengetahui dan memahami teknik memincang transistor tatarajah pemancar-sepunya.

Melukis litar penguat pengeluar-sepunya yang menggunakan teknik pincang tapak dengan suapbalik pengeluar.

Melukis litar penguat pengeluar sepunya yang menggunakan teknik pincang pembahagi voltan.

Menjelaskan fungsi perintang pengeluar dan pemuat pemirau dalam litar penguat pengeluar sepunya teknik pincang tapak suapbalik pengeluar.


7.0 PENGENALAN

Dalam unit 6, anda telah didedahkan dengan satu tatarajah yang sering digunakan dalam penguat iaitu tatarajah pengeluar sepunya. Dalam unit itu juga anda dapat melihat bagaimana kedudukan titik-Q di atas garis beban.

Salah satu cara untuk menentukan kedudukan titik-Q di atas garis beban adalah teknik kita memincang transistor dalam litar. Nilai arus yang mengalir pada setiap bahagian dalam transistor akan berbeza apabila kita menggunakan teknik pincang yang berbeza.

Walaubagaimanapun, teknik pincang yang terbaik adalah teknik pincang yang dapat menggelakkan faktor Beta (β) dalam pengiraan arus operasinya.

“Kenapa perlu mengelakkan faktor Beta ?”

Ini kerana nilai Beta adalah berhubungkait dengan nilai arus bocor, ICBO

dalam litar (B

CBOC

I

II

+=β ). Arus bocor pula terhasil disebabkan oleh

perubahan suhu persekitaran. Jadi, kita katakan yang nilai Beta sentiasa berubah mengikut suhu persekitaran. Cuba anda bayangkan litar penguat yang melibatkan nilai Beta kita gunakan dalam alat penerima radio kita. Sudah tentu bunyinya akan tidak stabil bergantung pada suhu persekitaran radio itu.

Antara teknik pincangan yang stabil dan dapat menghindarkan perubahan faktor Beta dengan ciri sambungan komponen dalam litar ialah :

i. Teknik Pincang Tapak dengan Suapbalik Pengeluar.ii. Teknik Pincang Pembahagi Voltan.

Mari kita lihat perihal kedua-dua Teknik Pincang ini.

- Selamat Berjaya - 7.1 PENGUAT PENGELUAR SEPUNYA YANG MENGGUNAKAN TEKNIK

PINCANG TAPAK DENGAN SUAPBALIK PENGELUAR.

Jika kita lihat sekali pandang, litar ini seolah-olah litar penguat pengeluar sepunya yang telah diterangkan sebelum ini ( rujuk rajah 7.1 di bawah ).Tetapi, cuba anda perhatikan pada bahagian pengeluar, terdapat satu perintang RE ditambah di situ. Apabila arus pengeluar, IE melalui perintang


tersebut, voltan VE akan merentasnya dengan kekutupan seperti yang ditunjukkan dalam rajah :

7.1.1 Fungsi Perintang Pengeluar , R E :

Sekiranya anda masih ingat lagi; Arus Pengeluar ( IE) merupakan arus utama dalam litar. Jadi, dengan meletakkan satu perintang di bahagian pengeluar merupakan cara yang paling berkesan untuk menstabilkan litar.

Mari kita lihat secara berperingkat kendalian arus bagi litar ini :

Apabila Beta transistor berubah ( Anggapkan Beta meningkat ). Arus pemungut, IC akan meningkat. Arus pengeluar, IE turut meningkat.

Apabila IE meningkat, voltan susut pada RE akan bertambah positif.

Transistor yang kita gunakan dalam litar adalah dari jenis NPN, jadi, apabila bahagian pengeluar menjadi bertambah positif, ia

RE

Rajah 7.1

VCC

IC

RC

RB

IE

IB

VC

Apabila β = ↑ ........ ⇒ ↑IC = ↑β. IB

⇒ ↑IC = ↑IE

⇒ ↑VE = ↑IE. RE

⇒↓VRB = VEE - VBE - VE↑


akan menyebabkan pincang depan tapak transistor menjadi kurang.

Pengurangan pincang depan tapak-pengeluar menyebabkan nilai arus pemungut ( IC ) yang cuba naik tadi dikurangkan

ke tahap asal.

Kejadian yang sebaliknya akan berlaku apabila nilai Beta transistor menurun.

Ini akan menyebabkan litar sentiasa stabil pada sebarang keadaan suhu sekitar.

Atas sebab fungsi perintang pengeluar ( RE ) ini adalah untuk menstabilkan semula nilai arus operasi yang cuba naik atau turun, Perintang ini dinamakan ’Perintang Penstabil’.

7.1.2 Rumus Arus dan Voltan Litar :

Rumus arus dan voltan litar dapat di cari dengan menggunakan hukum Ohm dan hukum Kirchoff. Untuk memudahkan pengiraan, kita

⇒↓ IB = B

RB

R

V↓

⇒↓IC = β.IB↓


bahagikan kepada dua gelung iaitu gelung masukan dan gelung keluaran .

Cuba anda perhatikan :

Gelung Masukan : Gelung Keluaran :

7.1.3 Fungsi Kapasitor pemirau , C E :

Kehadiran perintang RE pada bahagian pengeluar akan menyebabkan rumus gandaan voltan litar turut berubah menjadi :

Rajah 7.2

VCC

C

B

RE

IC

RB

IE

IB

VRB

VBE V

RE

EB

BECCC

EB

CBECC

ECBEBC

CC

EEBEBB

REBERBCC

RR

VVI

RR

IVV

R.IVR.I

V

juga ahui.....diket

diketahui .....

R.IVR.I

VVVV

+

−=⇒

+=−

++=

=

=∴

=

++=++=

β

β

β

β

β

EC

CB

B

C

II

II

I

I

VCC

RE

Rajah7.3

IC

RC

IE V

C

VCE

VRE

VRC

EC

CCTEPUC

CE

TEPUC

RR

VI

nilaiV

teputakatpadadiketahui

pulaInmendapatkaUntuk

Vcdaridiambil

keluaranvolnilaiAtaupun

+=∴

=

++=

−=∴

−−=∴++=

)(

ECCECCCC

)(

RCCCC

RERCCCCE

RECERCCC

.0

, ...

.RIVR.IV

...

VVV

:

tan ...

VVVV

VVVV

EV Rre'

rLA

+=⇒


Jadi, sudah tentu gandaan voltan akan menjadi kurang dari biasa kerana adanya penambahan nilai RE dalam rumus.Ini adalah keburukan teknik pincangan ini.

Untuk mengatasinya, satu kapasitor akan disambung selari dengan RE

dalam litar ( rujuk rajah 7.4 di bawah ).

Kapasitor CE ini biasanya dikenali sebagai kapasitor pirau kerana fungsinya untuk memiraukan RE dari dilalui oleh isyarat a.u. Secara tidak langsung ia akan merendahkan rintangan masukan litar. Rumus untuk gandaan voltan pula akan berubah seperti asal :

CE

IC

IB

IE

RE

VCC

RC

RB

re'

rLV =Α⇒

Rajah 7.4


Contoh 7.1 :Berdasarkan rajah 7.5 di bawah, kirakan IC, VC, IC(TEPU), gandaan voltan. Sekiranya satu kapasitor pirau, CE disambungkan selari dengan RE,

kirakan nilai gandaan voltan yang baru litar ini.Penyelesaian :

Sekiranya CE ditambah dalam litar:

600 33.3

2K

'

=ΩΩ=

=⇒re

rLAV

cuba anda perhatikan, nilai gandaan voltan litar semasa ada kapasitor pirau dan tiada kapasitor adalah berbeza.

β=100

IC

IB

IE

RE

1KΩ

VCC

=30V

RC

2KΩR

B

300KΩ

Rajah 7.5


( )( )

99.11K3.33

2K

Rre'

rL

rm

rL

33.35.7

25'

10mA1K2K

30V

RR

VI

V15K27.5mA-30V

R.IVV

mA5.7

100

3001K

V30

RR

VI

E

LE

CCC(TEPU)

LCCCC

BE

CCC

=Ω+Ω

Ω=

+==Α⇒

Ω==⇒

=Ω+Ω

=

+=⇒

=Ω=−=⇒

=+Ω

=

+=⇒

V

mA

mVre

β

7.2 PENGUAT PENGELUAR SEPUNYA YANG MENGGUNAKAN TEKNIK PINCANG PEMBAHAGI VOLTAN.

Rajah 7.6 di bawah menunjukkan teknik pincang pembahagi voltan:

Cuba anda perhatikan pada bahagian tapak transistor, rangkaian perintang R1 dan R2 disambungkan padanya.

VCC

CE

R2

IC

IE

RE

RLR

1

VB V

E

VC

Rajah 7.6


Rangkaian R1 dan R2 ini sebenarnya merupakan rangkaian pembahagi voltan. Dengan sebab itu, teknik pincang ini dikenali sebagai teknik pincang pembahagi voltan.

Voltan yang susut pada perintang R2 ( VB) adalah voltan yang terbina untuk tapak. Dengan merujuk kepada rajah 7.7 di bawah :Cuba anda perhatikan terbitan rumus untuk mendapatkan arus operasi litar berikut :

Bahagian Masukan:Cuba anda perhatikan rumus untuk mengira arus operasi ( IC ) di atas, tiada

langsung melibatkan faktor Beta (β).

Jadi teknik pincang ini merupakan teknik pincang yang baik.

Bahagian Keluaran :

VBE CE

VCC

R2

IC

IERE

R1

VB VE

VR1

VR2

E

CC

BE

R

V

RR

R

diabaikanV

×+

=⇒

=⇒

=⇒

=⇒+=⇒

=⇒

×+

=⇒

+=⇒

21

2C

CE

E

BE

EEE

BEEB

BR2

CC21

2R2

R2R1CC

I

II

R

VI

.RIV

.........VVV

VV

VRR

RV

VVV

Rajah 7.7

VCC

CE

IC

IE

RE

RL

VE

VC

VRL⇒ VC = VCC - IC.RL

⇒ Persamaan arus operasi untuk takat tepu ialah :

IC(TEPU) = LE

CC

RR

V

+Rajah 7.8


Rintangan Masukan, Rintangan Keluaran dan Gandaan Voltan litar :

Apabila litar ini mendapat voltan masukan a.u., kita dapat melukiskan litar persamaan a.u. seperti berikut :

Melalui litar persamaan a.u., rintangan keseluruhan bahagian masukan dan bahagian keluaran litar dapat diketahui:

Gandaan Voltan litar :

Contoh 7.2 :

Berdasarkan rajah 7.10 di bawah, jika R1=R2=6.2KΩ, RL=1KΩ, β=100

RE = 2KΩ dan Vcc=12V ;

Dengan mengabaikan VBE, kirakan VB, arus IE, VC dan gandaan voltan jika Vm = 1.0mVp-p.

rlrm

RL

ic

βre'R2

R1

ib

Vm VK

rm = R1 // R2 // βre' rl = RL

Av = 're

rl

Rajah 7.9

Vcc

C2

C1

RE C

ER

2

RLR

1

VB

VC

Rajah 7.10


Penyelesaian :

xVccRR

RVB

21

2

+=

122.62.6

2.6x

KK

K

Ω+ΩΩ=

124.12

2.6x

K

K

ΩΩ=

Volt6=

Abaikan VBE , VE=VB :6. == EEE RIV

Ω

=K

IE 2

6

mAIE 3=

mAII EC 3==

Persamaan di bahagian Keluaran,

CRC VVVcc +=

CCC VRIV += .12

( ) ( ))1.3(12 Ω−= KmAVC

V9312 =−=

Gandaan voltan jika Vm = 1mVp-p( Tukar kepada litar persamaan a.u )

mA

mVRRrm

3

25.//2//1

β= Ω= KrL 1

ΩΩΩ= 833//2.6//2.6 KK

Ω=657

AmVp

rm

Vmib µ79.0

657

5.0 =Ω

==

mAAxii bC 076.076.0100. === µβ


VpKxxrLicVC 076.0110076.0. 3 =Ω== −

Av= 1525.0

076.0 ==mVp

Vp

Vm

Vk

7a-1 . Lukiskan litar Penguat pengeluar-sepunya yang mempunyai teknik pincang tapak dengan suapbalik pengeluar.

7a-2 . Apakah fungsi perintang pengeluar dan pemuat pirau di dalam litar penguat pengeluar sepunya dengan teknik pincang tapak suapbalik pengeluar di atas.

7a-3 . Kirakan arus dan voltan pincangan bagi litar pada rajah 7.1, jika diberi

RB=200kΩ,Rc=1KΩ, RE=500Ω, Vcc=12V, β=100, IB=45µA, IC=4.5mA dan

VCE=5.25V


7a-4 .Lukiskan penguat pengeluar sepunya yang menggunakan teknik pincang pembahagi voltan.

7a-5 . Buktikan bahawa teknik pincang yang digunakan dalam soalan 7a-4 di atas merupakan teknik yang stabil melalui formula matematik.

7a-6 . Dengan merujuk kepada litar pada soalan 7a-4 di atas, sekiranya RB1=10KΩ,

RB2=7.5KΩ, RC=5KΩ , RE=3KΩ, dapatkan nilai VB , IC dan VC bagi litar itu.

7a-1

RE

VCC

IC

RC

RB

IE

IB

VC


7a-2 Fungsi perintang pengeluar ( RE ) ini adalah untuk menstabilkan semula nilai arus operasi yang cuba naik atau turun, Perintang ini dinamakan ’Perintang Penstabil’.

Kapasitor CE ini biasanya dikenali sebagai kapasitor pirau kerana fungsinya untuk memiraukan RE dari dilalui oleh isyarat a.u. Secara tidak langsung ia akan merendahkan rintangan masukan litar.

7a-3 ( rujuk contoh pengiraan di ms 7 )

7a-4

7a-5

E

CC

BE

R

V

RR

R

diabaikanV

×+

=⇒

=⇒

=⇒

=⇒+=⇒

=⇒

×+

=⇒

+=⇒

21

2C

CE

E

BE

EEE

BEEB

BR2

CC21

2R2

R2R1CC

I

II

R

VI

.RIV

.........VVV

VV

VRR

RV

VVV

Rumus di atas tidak mempunyai faktor β, jadi ia dikatakan teknik pincang

yang stabil.

7a-6 IC = 2.86mA ; VC = 5.7V

CE

R2

IC

IE

RE

RLR

1

VB V

E

VC


7.1Teknik pincang manakah yang merupakan teknik pincang yang terbaik dan nyatakan sebabnya?

7.2. Merujuk pada rajah di bawah, transistor yang digunakan ialah dari jenis silikon. Dengan merujuk kepada litar tersebut kirakan :

i. IB , IC dan VCE

ii. Gandaan voltaniii. Gandaan voltan yang baru jika kapasitor CE dibukaiv. Namakan teknik pincangan yang digunakan.v. Nilai RC yang diperlukan untuk menghasilkan VC=10V.

β=100

IC

IB

IE

RE

1KΩ

VCC=20V

RC

2KΩRB

430KΩ

PENILAIAN KENDIRIPENILAIAN KENDIRI


7.3. Berikan dua faktor yang boleh menyebabkan gandaan litar merosot.

7.4Berpandukan rajah litar di bawah, transistor yang digunakan ialah jenis silikon dan dengan menggunakan data rintangan yang diberikan seperti di bawah :

RB1=18KΩ, RB2=1.5KΩ, RE=100Ω, RL=2.7KΩ, VCC=12V diberi re’=EI

mV25

Kira : i. Nilai VB, IE, VRL dan VCE

ii. Gandaan Voltaniii. Apakan gandaan voltan litar tersebut jika satu kapasitor pirau disambung selari dengan RE.

7.5 Terangkan kegunaan perintang pemancar bagi teknik pincang tapak

CE

Vo

CE

R2

IC

IE

RE

RLR

B

1

VB V

E

VC


suapbalik pengeluar.

Siapkan tugasan ini dalam masa 2 minggu dan semak jawapan anda dengan pensyarah anda.

Unit7

Investor Relations

Transcript of Unit7