UNIT6 ELEKTRONIK

PENGUAT GELOMBANG SINUS

unit

6:unit

6:Mengetahui dan memahami kaedah-kaedah penyambungan litar transistor beserta ciri-cirinya, teknik memincang transistor dan litar pengayun beserta ciri-cirinya.

Mengetahui dan memahami kaedah-kaedah penyambungan litar transistor beserta ciri-cirinya, teknik memincang transistor dan litar pengayun beserta ciri-cirinya.

Melukis tatarajah transistor dan menyatakan ciri-ciri litar bagi setiap satu.

Melukis tatarajah transistor dan menyatakan ciri-ciri litar bagi setiap satu.

Mentakrifkan a.t dan a.uMentakrifkan a.t dan a.u

Mengira arus dan voltan litar pengeluar sepunya

Mengira arus dan voltan litar pengeluar sepunya

Melukis lengkuk ciri I-V penguat pemancar sepunya.

Melukis lengkuk ciri I-V penguat pemancar sepunya.

Menjelaskan maksud titik -QMenjelaskan maksud titik -Q

Menerangkan maksud Titik Tepu a.t dan Titik Potong a.t dan menerbitkan persamaan.

Menerangkan maksud Titik Tepu a.t dan Titik Potong a.t dan menerbitkan persamaan.

Melukis garis beban a.t penguat pemancar sepunya.

Melukis garis beban a.t penguat pemancar sepunya.

Menerangkan kendalian litar penguat pemancar sepunya semasa diberikan isyarat masukan a.u

Menerangkan kendalian litar penguat pemancar sepunya semasa diberikan isyarat masukan a.u

Melukis bentuk gelombang keluaran dan membandingkan dengan gelombang masukan.

Melukis bentuk gelombang keluaran dan membandingkan dengan gelombang masukan.

Mengira gandaan voltan menggunakan formula.

Mengira gandaan voltan menggunakan formula.

Menerangkan kejadian herotan amplitiud menggunakan garis beban.

Menerangkan kejadian herotan amplitiud menggunakan garis beban.

Mendapatkan nilai maksima voltan masukan tanpa herotan dari isyarat keluaran.

Mendapatkan nilai maksima voltan masukan tanpa herotan dari isyarat keluaran.


6.0 PENGENALAN

Transistor merupakan salah satu semikonduktor yang digunakan secara meluas dalam barangan elektronik pengguna sebagai penguat dan suis. Dalam unit 4 anda telah diterangkan tentang prinsip asas transistor. Diharap anda masih mengingati tentang struktur binaan, simbol skematik, voltan pincang, jenis-jenis arus ( IC , IB , IE ) dan beberapa pengiraan asas.

Unit ini akan membantu anda untuk lebih memahami tentang litar-litar yang melibatkan transistor, bagaimana cara sambungan dan pincangan yang digunakan beserta dengan bebarapa pengiraan.

6.1 TATARAJAH TRANSISTOR DAN CIRI-CIRI LITARNYA .

Litar -litar transistor boleh disambung dalam tiga jenis tatarajah, dimana bagi

setiap tatarajah, salah satu terminal transistor disambungkan ke bumi dan

terminal tersebut merupakan terminal sepunya bagi masukan dan keluaran.

Setiap tatarajah akan mempunyai ciri-cirinya yang tersendiri.

Tiga tatarajah itu ialah :

i. Tatarajah Tapak-Sepunya.ii. Tatarajah Pengeluar-Sepunya.iii. Tatarajah Pemancar-Sepunya.

Adakah anda masih ingat tentang syarat sambungan voltan pincang pada transistor? Dalam unit ini, biar apapun corak sambungan transistor dalam litar, syarat ini mesti dipatuhi. Kita haruslah memberi pincang depan pada bahagian pengeluar-tapak(E-B) dan pincang songsang pada bahagian pemungut-tapak (C-B).


6.1.1 TATARAJAH TAPAK SEPUNYA ( CB )

Untuk corak sambungan jenis ini, bahagian tapak akan menjadi

sepunya (neutral) bagi bahagian pengeluar dan pemungut.

Atas sebab inilah ia dinamakan ' Tatarajah Tapak Sepunya '.

Rajah 6.1-6.4 menunjukkan transistor jenis PNP yang disambungkan

dengan corak sambungan Tapak Sepunya.

C

B

E

masukan keluaran

Rajah 6.1

Rajah 6.1:

Masukan diberi pada terminal

pengeluar, keluaran diambil

pada terminal pemungut dan

tapak dibumikan.

Bahagian di sebelah pengeluar

disebut litar masukan.

Bahagian inilah yang akan

diberi isyarat masukan .

Rajah 6.2:

Menunjukkan cara

sambungan voltan pincang

pada transistor (jenis PNP).

Rajah 6.2

VCCVEE

IB

ICIE

+


Anak panah dalam rajah menunjukkan bagaimana arah pengaliran

arus apabila transistor dipincang dengan betul. Nilai IE (Arus

pengeluar) bergantung kepada nilai voltan pincang depan(VEE ).

Apabila nilai VEE direndahkan atau ditinggikan, nilai IE juga akan turut

rendah atau tinggi. Pada masa yang sama juga IC akan menjadi

rendah atau tinggi kerana ia sentiasa mengikut keadaan IE tetapi

nilainya akan kurang sedikit dari IE.

Nilai voltan pincang songsang (VCC) tidak banyak mempengaruhi nilai

arus-arus dalam litar.

Perintang RL disambung dibahagian pemungut. Dikenali sebagai

'Perintang Beban' . Ia berfungsi untuk menyusutkan voltan pemungut,

Vc apabila IC melaluinya.

Rajah 6.3 :

Menunjukkan kaedah

pendawaian litar yang lebih

praktikal.

Perintang RE disambung di

bahagian pengeluar untuk

menghadkan nilai arus IE supaya

tidak terlalu tinggi dan boleh

memusnahkan cantuman E-B.

VCC

Rajah 6.3

VEE

IB

ICIE

+


Dengan berpandukan litar 6.4, menggunakan hukum kirchoff dan

hukum Ohm, persamaan berikut dapat diterbitkan :

Rajah 6.4 :

Menunjukkan litar skematik

yang lebih 'standard'.

Melalui litar ini kita dapat

melihat lebih jelas voltan-

voltan susut pada setiap

peringkat.

VRL

IB

ICIE

-VCC

RL

VEE

RE

VkVBE VcVm

VRE

Rajah 6.4

Persamaan di bahagian

Pengeluar :

(Bahagian Masukan:

Gelombang Isyarat akan

dimasukkan pada bahagian ini

apabila litar hendak dijadikan

Amplifier.)

VRE = IE.RE

Persamaan di bahagian

Pemungut :

(Bahagian Keluaran: Dimana

hasil isyarat masukan yang

telah dikuatkan diambil dari

bahagian ini.)

VRL = IC.RL


CONTOH 6.1a :

Dengan merujuk kepada rajah 6.5 di bawah, sekiranya transistor yang

digunakan adalah dari jenis silikon dan nilai IC = IE. Kirakan nilai Vk

Penyelesaian :Bahagian Masukan :

Bahagian Keluaran :

RL

4KRE

9K

IB

ICIE

VCC,-27VVEE ,22V

VkVBE VcVm

Rajah 6.5

Perhatikan ......Dalam Litar, diberi Vcc=-27V;Tanda negatif ini sebenarnya menunjukkan voltan pincang songsang yang diberikan pada bahagian pemungut tapak(untuk transistor jenis PNP). Jadi tanda negatif ini tidak diambil kira dalam pengiraan.

P NP P


6.1.1.1 CIRI-CIRI LITAR TATARAJAH TAPAK SEPUNYA :

Gandaan Arus :

Perkataan 'Gandaan' dalam amplifier sebenarnya ialah

membandingkan keluaran dan masukan. Jadi untuk

mendapatkan gandaan arus ialah :

Dalam tatarajah ini, arus masukannya ialah IE dan arus

keluarannya ialah IC:

Oleh kerana nilai Ic sentiasa rendah sedikit dari IE atau sama

dengan nilai IE maka nilai AI bagi litar penguat Tapak Sepunya

akan sentiasa kurang atau sama dengan satu ( AI < 1 ).

Tambahan : Faktor penggandaan arus bagi Tatarajah Tapak

Sepunya dikenali sebagai ‘Alfa’(). Ia terbahagi kepada 2

keadaan iaitu :

Alfa a.t : Berapa banyak arus pemungut mengalir bergantung

kepada arus pengeluar pada keadaan Vc tetap

a.t =

Contoh 6.1b

Sekiranya nilai IE = 2mA dan IC = 1mA, berapakah Gandaan

Arus litar ini?

AI =


Alfa a.u : Berapa banyak arus pemungut berubah mengikut nilai

perubahan pada arus pengeluar pada Vc tetap.

a.u =

Kesimpulannya : Gandaan arus bagi Penguat Tatarajah Tapak

Sepunya adalah rendah.

: Alfa a.t faktor penggandaan arus pada

keadaan asal.

: Alfa a.u ialah faktor penggandaan arus

sekiranya berlakunya perubahan pada arus

tersebut.

Contoh 6.1c :

Kirakan nilai a.t dan a.u sekiranya pada awalnya nilai IC =0.98mA dan nilai IE=1mA. Nilai arus ini kemudian berubah, iaitu IC =1mA dan IE=1.05mA.

a.t =

a.u =


Gandaan Voltan :

Rajah 6.6 menunjukkan Tatarajah Tapak Sepunya yang diberikan

isyarat masukan.

Kapasitor C1 dikenali sebagai ‘Kapasitor Penjodoh’ di mana fungsinya

ialah untuk menghalang interaksi voltan a.t (voltan pincang yang

diberikan pada pengeluar, VEE) dan ia membenarkan isyarat a.u (voltan

dari penjana isyarat) melaluinya

Sekiranya voltan pincang yang betul telah diberikan pada litar ini,

transistor akan mula mengalirkan arus operasi, jadi kiraan-kiraan

berikut kita dapati :

Semasa voltan masukan pada separuh kitar positif, ia akan

menyebabkan bahan jenis N dari bahagian pengeluar menjadi

kurang negatif. Ini akan menyebabkan nilai IE tadi menjadi semakin

berkurang ( katakan 0.8mA ), IC akan turut berkurang ( IC =IE ) dan

nilai Vc makin meningkat ( katakan menjadi 21V)

-5mVp

5mVp

RL

5KRE

25K

IB

ICIE

VCC,25VVEE,-25V

Vc=VkVm

Vm

Rajah 6.6


Semasa ayunan separuh kitar negatif pula, ia akan menyebabkan

bahagian pengeluar menjadi bertambah negatif. IE akan meningkat

( katakan 1.2mA) dan nilai IC juga akan turut meningkat ( IC=IE).

Nilai Vc akan berkurang ( katakan menjadi 19V )

Berdasarkan analisa ini, cuba kita bandingkan gelombang keluaran

dan gelombang masukan :

Berdasarkan rajah 6.7 di atas, kita dapat lihat bahawa tiada

perbezaan fasa pada gelombang keluaran berbanding gelombang

masukan.

Dari segi gandaan voltannya pula:

Kesimpulannya : untuk litar ini, voltan keluarannya telah digandakan

sebanyak 20 kali. Biasanya untuk Tatarajah Tapak

Sepunya, nilai gandaan voltannya adalah tinggi

( Antara 20-100)

: Tiada perbezaan fasa antara keluaran dan masukan

Rintangan Masukan Dan Rintangan Keluaran :

12Vp-p15V

-9Vp

+21Vp

10mVp-p0

-5mVp

5mVp

Vk

Vm

Rajah 6.7


Oleh kerana pada litar masukan ialah bahagian pengeluar-tapak yang

telah dipincang depan, jadi kerintangan masukan bagi litar tatarajah

tapak sepunya ini sepatutnya adalah rendah (sekitar 20 ke 200

sahaja ).

Pada litar keluaran pula ialah bahagian pemungut dan tapak yang

telah dipincang songsang, jadi kerintangan keluarannya adalah tinggi

(biasanya antara 100k -1M )

Kesimpulan : Rintangan Masukan litar rendah.

Rintangan Keluaran litar tinggi

Gandaan Kuasa :

Nilai kuasa bagi sesuatu litar biasanya bergantung kepada nilai arus,

voltan, rintangan keseluruhan bagi litar tersebut.

atau atau

Jadi untuk mendapatkan nilai gandaan kuasa ialah dengan

membahagikan nilai kuasa keluaran dengan kuasa masukan.

Oleh kerana arus masukan (Ic) mengalir melalui kerintangan masukan

yang rendah dan arus keluaran (IE) mengalir melalui kerintangan

keluaran yang tinggi, jadi hasilnya ialah gandaan kuasa yang tinggi.


KESIMPULAN CIRI-CIRI LITAR TATARAJAH TAPAK SEPUNYA:

Kerintangan Masukan Rendah

Kerintangan Keluaran Tinggi

Penggandaan Arus Tiada

Beza Fasa Sefasa

Gandaan Voltan Tinggi

Gandaan Kuasa Tinggi

6.1.2 TATARAJAH PEMUNGUT -SEPUNYA ( CC ).

Untuk corak sambungan jenis ini, Pemungut menjadi sepunya atau

neutral kepada litar tapak dan pengeluar.

Rajah 6.8 - 6.10 menunjukkan transistor jenis NPN yang

disambungkan dengan Tatarajah Pemungut- Sepunya.

Rajah 6.8 :

Sekiranya isyarat a.u ingin diberikan

kepada litar ini, bahagian tapak akan

dijadikan terminal masukan dan

bahagian pengeluar akan dijadikan

terminal keluaran.

C

keluaran

masukan

E

B

Rajah 6.8


VCC

Rajah 6.9:Menunjukkan cara sambungan voltan

pincang pada transistor. Perhatikan,

voltan pincang depan diberikan pada

cantuman Tapak-Pengeluar dan

pincang songsang pada cantuman

Pemungut-Tapak.

Arus masukan adalah arus tapak dan

Arus keluaran adalah arus Pengeluar.

Rajah 6.1.2c :

Menunjukkan kaedah

pendawaian litar yang

lebih praktikal.

VBB

IE

IC

IB

Rajah 6.9

Perintang RB disambungkan dalam litar pada bahagian tapak. Ia

berfungsi untuk menghadkan nilai arus IB supaya tidak terlalu tinggi.

Perintang RL pula disambungkan pada bahagian keluaran litar dan

voltan keluaran akan diambil merentasinya.

Seperti yang kita sedia maklum, bagi Tatarajah Pemungut Sepunya,

bahagian Pemungut mesti dibumikan. Cuba perhatikan litar ini,

sebenarnya dengan bantuan C3 pemungut adalah dibumikan.

C2

C3

C1

Vm RL

RB

VBB

IC

IB

Vk

Rajah 6.10

VCC

Rajah 6.10:

Menunjukkan kaedah

pendawaian litar yang

lebih praktikal


6.1.2.1 CIRI-CIRI LITAR PEMUNGUT SEPUNYA

Gandaan Arus :

Dalam tatarajah ini, arus masukannya ialah arus tapak ( IB ) dan arus

keluarannya ialah arus pengeluar ( IE ). Jadi, untuk mendapatkan

gandaan kita bahagikan arus keluaran dengan arus masukan.

Oleh kerana IE merupakan arus yang terbesar dalam litar, manakala IB

pula merupakan arus yang terkecil dalam litar. Jadi, tentulah

gandaan arus litar ini besar. Ini merupakan kebaikan bagi tatarajah

ini.

Gandaan Voltan :

Cuba anda rujuk litar 6.8, anda akan dapati kedudukan voltan keluaran

adalah agak selari dengan voltan masukan. Maka voltan masukan

tidak akan digandakan pada litar keluaran, malah nilai voltan keluaran

akan berkurangan sedikit kerana susut pada bahagian cantuman B-E

(sebagai VB-E, samada 0.3 atau 0.7 ).

Jadi, gandaan voltan ialah :

Oleh kerana nilai voltan keluaran kecil daripada nilai voltan masukan,

maka nilai gandaan akan jadi kecil ( samada satu atau kurang dari 1)

Atas sebab yang sama seperti di atas, fasa gelombang keluaran akan

mengikut fasa gelombang masukan.


Rintangan Masukan dan Rintangan Keluaran :

Kerintangan masukan untuk litar ini sangat tinggi (sekitar 100K ke

500K).

Kerintangan keluaran untuk litar ini sangat rendah ( sekitar 50 ke

1K).

Gandaan Kuasa :

Oleh kerana gandaan kuasa melibatkan nilai rintangan keluaran

dan masukan dalam pengiraannya. Ia akan menyebabkan gandaan

kuasa litar menjadi rendah. Malahan gandaan kuasa untuk tatarajah

ini merupakan yang terendah antara semua.

( Sila rujuk penerangan tatarajah Tapak Sepunya untuk keterangan

lanjut )

6.1.2.2 KESIMPULAN CIRI-CIRI LITAR TATARAJAH PEMUNGUT

SEPUNYA :

Ciri -ciriKerintangan Masukan TinggiKerintangan Keluaran RendahGandaan Arus TinggiGandaan Voltan RendahGandaan Kuasa RendahBeza Fasa Tiada


6.13 TATARAJAH PENGELUAR - SEPUNYA ( CE ) .

Untuk corak sambungan ini, pengeluar menjadi sepunya atau neutral kepada litar tapak dan pemungut.

Rajah 6.11 - 6.14 menunjukkan transistor jenis NPN yang disambungkan dengan Tatarajah Pengeluar - Sepunya.

Rajah 6.13 :Menunjukkan pendawaian yang lebih praktikal bagi transistor tatarajah pengeluar sepunya.

Perintang RB digunakan untuk menghadkan nilai arus dalam litar dibahagian tapak supaya tidak merosakkan cantuman pengeluar-tapak.Perintang RC pula digunakan sebagai perintang beban, iaitu untuk menyusutkan voltan yang melaluinya

VCC

keluaran

C

masukan

E

B

Rajah 6.11

VBB

VCC

RC

RB

IE

ICIB

-

+

Rajah 6.13

+

-VBB

Rajah 6.11 :Masukan diberikan pada terminal tapak, keluaran diambil dari terminal pemungut dan terminal pengeluar dibumikan.

-

-

+

+

IE

IC

IB

Rajah 6.12

VBE

VCE

Rajah 6.12 :Menunjukkan voltan pincang yang betul diberikan pada transistor ( jenis NPN).VBB akan memincang depan bahagian pengeluar tapak dan VCC akan memincang songsang bahagian pemungut tapak.

Rajah 6.14 :Menunjukkan lukisan litar skematik yang lebih standard.

Bahagian di sebelah tapak, disebut litar masukan dan bahagian di sebelah pemungut disebut litar keluaran.

Melalui litar ini, kita dapat melihat dengan lebih jelas voltan-voltan susut dan arus yang mengalir pada setiap bahagian.

VCCVBB

RCRB

IE

ICIB

Rajah 6.14

VBE

VCE

VRB

VRC


Berdasarkan hukum Kirchoff dan hukum Ohm, Persamaaan yang terbit di bahagian tapak ialah :

Arus pemungut ( IC) yang mengalir di bahagian pemungut, jauh lebih besar dari arus tapak ( IB ). Nilai arus pemungut akan bergantung kepada faktor Beta ( ).

Voltan VCE kadangkala bernilai agak besar kerana cantuman C-B yang dipincang songsang tentunya mempunyai kerintangan yang tinggi.Sekiranya nilai VBB sama dengan nilai VCC maka voltan pincang akan diambil dari punca voltan bekalan yang sama. Jadi faktor VBB akan

digantikan dengan VCC.

Contoh 6.1.3a :

Dengan merujuk kepada rajah 6.15 di bawah, jika faktor Beta transistor tersebut ialah 120 dan transistor itu jenis silikon, Kirakan nilai IC dan VC.

Persamaan di bahagian Pengeluar :

Persamaan di bahagian Pemungut :

VRBVRC

=120

VCC +35VVBB=+35V

RC

12KRB

2.2M

IE

ICIB

Rajah 6.15

VBE

VCE


Penyelesaian :Bahagian Masukan :

Bahagian Keluaran :

6.1.3.1 CIRI-CIRI LITAR TATARAJAH PENGELUAR SEPUNYA:

Gandaan Arus :Arus litar masukan ialah arus tapak ( IB ) dan arus di litar keluaran ialah arus pemungut ( IC ). Jadi untuk mendapatkan gandaan arus bagi tatarajah ini ialah membahagikan arus keluaran dengan arus masukan :

Oleh kerana nilai IC jauh lebih besar dari IB ,jadi tentulah gandaan arus bagi litar Pengeluar Sepunya ini besar nilainya.

Contoh 6.1.3.1a :

Sekiranya nilai IB = 50A dan IC = 5mA, berapakah gandaan arus untuk litar ini?


Gandaan Voltan :

Dalam rajah 6.16 di atas menunjukkan litar pengeluar sepunya menggunakan voltan bekalan yang sama sebagai voltan pincang bagi transistor.

Apabila transistor sudah diberikan voltan pincang yang betul, maka arus akan mengalir dalam litar. Jadi melalui pengiraan, kita akan mendapati nilai–nilai arus seperti berikut:

Semasa isyarat masukan separuh kitar positif, bahan jenis P pada bahagian tapak akan menjadi lebih positif. Ini akan menyebabkan nilai arus tapak menjadi semakin bertambah ( Katakanlah ia berubah dari 20A menjadi 22A).

Oleh kerana nilai Beta untuk litar ini ialah 50, jadi nilai IC juga akan turut meningkat ( IC=.IB = (50)(22A) = 1.13mA )

VCC, +20V

Vk

Vm

RC

10KRB

1M

IE

ICIB

Rajah 6.16

-1mVp

1mVp

Vm


Apabila nilai IC meningkat, ia akan menyebabkan nilai Vc akan berkurang,

( VC=VCC – IC.RC = 20V-11.3V = 8.7V). Kesimpulan yang dapat kita buat, apabila voltan masukan pada ayunan separuh kitar positif ia akan menyebabkan voltan keluaran semakin negatif.

Semasa voltan masukan berayun pada keadaan separuh kitar negatif, Ia akan menyebabkan bahan jenis P pada tapak menjadi semakin kurang positif. Ini akan menyebabkan arus tapak (IB) menjadi semakin berkurang (Katakanlah ia berubah dari 20A ke18A).

Apabila nilai IB semakin berkurang, nilai IC juga akan turut berkurang dari tadi ( IC = .IB = 50 x 18A = 0.9mA). Kemudian ia akan mengubah nilai Vc menjadi semakin bertambah ( Vc = Vcc – Ic.Rc = 20V – 9V = 11V).

Kesimpulannya, apabila voltan masukan berayun pada separuh kitar negatif, ia akan menyebabkan voltan keluaran semakin positif.

Berdasarkan analisa ini, cuba kita bandingkan gelombang keluaran dan gelombang masukan :

Berdasarkan rajah 6.17 di atas, kita akan dapati terdapat perbezaan fasa antara voltan masukan dan keluaran sebanyak 180.

Gandaan Voltan untuk litar ini pula ialah :

2.3Vp-p10V

-8.7Vp

+11Vp

2mVp-p0

-1mVp

1mVp

Vk

Vm

Rajah 6.17


Kesimpulannya, nilai Gandaan Voltan untuk tatarajah Pengeluar Sepunya ialah besar.

Kerintangan Masukan dan Kerintangan Keluaran :

Oleh kerana cantuman tapak pengeluar dipincang depan, maka kerintangan masukan litar ini adalah rendah (biasanya bernilai sekitar 500 ke 1.5K)

Bahagian Pemungut tapak pula dipincang songsang, jadi kerintangan keluarannya adalah tinggi (biasanya bernilai sekitar 30K ke 50K)

Gandaan Kuasa :

Untuk mendapatkan nilai gandaan kuasa ialah dengan menbahagikan nilai kuasa keluaran dengan kuasa masukan :

Oleh kerana arus masukan ( IB ) akan mengalir melalui kerintangan masukan yang rendah . Manakala arus keluaran ( IC ) akan mengalir melalui kerintangan keluaran yang tinggi, jadi hasilnya ialah gandaan kuasa yang tinggi.


6.1.3.2 KESIMPULAN CIRI-CIRI LITAR TATARAJAH PENGELUAR SEPUNYA:

UNTUK MENGUJI KEFAHAMAN ANDA DENGAN UNIT INI, CUBA JAWAB SOALAN-SOALAN DI BAWAH :

6a-1 Transistor boleh disambung kepada beberapa tatarajah, namakan tiga jenis tatarajah yang anda ketahui .

6a-2 Diantara rajah-rajah di bawah, yang mana satukah merupakan sambungan voltan pincang yang betul bagi tatarajah tapak sepunya.

Ciri -ciriKerintangan Masukan RendahKerintangan Keluaran TinggiGandaan Arus TinggiGandaan Voltan TinggiGandaan Kuasa TinggiBeza Fasa 180

VEE

IB

ICIE

-+

VCC

VEE

IB

ICIE

-+

VC

VCVEE

IB

ICIE

-+

VCVEE

IB

ICIE

-+

A.

B

C D


6a-3 Tentukan sambungan voltan pincang yang betul bagi tatarajah pemungut sepunya di bawah :

6a-5 Lukiskan rajah pendawaian yang praktikal bagi setiap tatarajah yang anda nyatakan dalam soalan 6a-5.

6a-6 Jadual di bawah menunjukkan beberapa ciri-ciri yang ditentukan bagi tatarajah-tatarajah penguat. Lengkapkan ciri-ciri berikut :

TatarajahTapak Sepunya

TatarajahPemungut Sepunya

TatarajahPengeluarSepunya

Rintangan Masukan Tinggi

Rintangan Keluaran Tinggi

Gandaan Arus

Gandaan Voltan

Gandaan Kuasa Tinggi

Beza Fasa

VccVBB

IE

ICIB

VccVBB

IE

ICIB

VccVBB

IE

ICIB

VBB

Vcc

IE

ICIB

A B

C D


Sudah selesai menjawab ? ……… Yakin dengan jawapan anda ……. ?

Sila semak jawapan anda dengan maklumbalas di sebelah.

6a-1 i. Tatarajah Tapak Sepunyaii. Tatarajah Pemungut Sepunyaiii. Tatarajah Pengeluar Sepunya

6a-2 ( b)

6a-3 ( a )

6a-4 (i.) (ii)

IB

ICIE

-VCC

RL

VEE

RE

VkVBE VcVm

VRE

C2

C3

C1

RL

RB

VBB

IC

IB

Vk

VCC


(iii)

6a-5

TatarajahTapak Sepunya

TatarajahPemungut Sepunya

TatarajahPengeluarSepunya

Rintangan Masukan Rendah Tinggi Rendah

Rintangan Keluaran Tinggi Rendah Tinggi

Gandaan Arus Rendah Tinggi Tinggi

Gandaan Voltan Tinggi Rendah Tinggi

Gandaan Kuasa Tinggi Rendah Tinggi

Beza Fasa Tiada Tiada 180

Vm

VCCVBB

RCRB

IE

ICIB

VBE

VCE

VRB

VRC


Bagaimana dengan keputusan maklumbalas anda ? ……. Memuaskan …. ?

Jika tidak, sila ulangkaji semula input anda atau rujuk pensyarah anda.

Jika Ya, mari kita lihat apa yang ada pada input seterusnya.

Salah satu susun atur transistor yang paling popular ialah tatarajah Pengeluar Sepunya (CE). Dalam penerangan seterusnya, kita akan melihat lebih lanjut berkaitan tatarajah ini berbanding tatarajah yang lain-lain.

6.2 LENGKUK CIRI ( I C-VC ) BAGI PENGUAT PEMANCAR SEPUNYA :

Lengkuk Ciri I-V ialah graf yang diplotkan bagi arus pemungut melawan voltan pemungut untuk mengambarkan apa yang berlaku pada transistor ketika berlakunya perubahan-perubahan arus dan voltan.


Sebelum ini ada diterangkan bahawa nilai IB adalah kecil sahaja (dalam beberapa A sahaja ). Jika VBB ( voltan pincang depan) ditambah, akan berlaku kenaikan pada arus tapak, IB tetapi masih lagi kecil.

Rajah 6.20:Sekiranya kita teruskan ujikaji ini dengan membuat beberapa perubahan pada nilai IB, hasilnya adalah seperti pada graf disebelah.

Graf inilah sebenarnya yang kita namakan Graf Lengkuk Ciri I-V bagi tatarajah Penguat Pengeluar Sepunya

Rajah 6.18 : Jika VBB dilaraskan sehingga IB=20A dan VC bernilai 1V, didapati IC=0.98mA.

Pada nilai IB yang sama, jika VC ditinggikan menjadi 4V, didapati tidak banyak perubahan pada nilai IC cuma ia akan naik sedikit disebabkan adanya arus bocor.

Rajah 6.19: Jika IB ditinggikan sehingga 40A dan VC bernilai 1V , didapati IC=1.98mA.

Sekiranya nilai VC ditinggikan sehingga mencapai 5V, didapati tidak akan ada banyak perubahan pada nilai IC. Nilai IC akan naik sedikit sahaja, itupun kerana adanya arus bocor.

VC(V)

Rajah 6.18

54321

3

2

1

IC(mA)

IB=20A

IB=40A

Rajah 6.19

54321

3

2

1

IC(mA)

IB=20A

Vc

IB=120A

IB=100A

IB=60A

5

4

IB=40A

Rajah 6.2054321

3

2

1

IC(mA)

IB=20A


Kesimpulan : Nilai IB bergantung kepada nilai voltan pincang depan cantuman tapak-

pengeluar ( VBB ). Nilai IC akan turut bertambah dan berkurang mengikut keadaan IB tetapi

nilainya akan jauh lebih besar dari nilai IB

Nilai Vcc (iaitu voltan pincang untuk pemungut-tapak) tidak banyak mempengaruhi nilai arus-arus transistor. Ia tidak berupaya mengubah nilai IB, IC dan IE.

Litar penguat tatarajah pengeluar sepunya ialah umpama punca arus dimana nilainya ditentukan atau dikawal oleh nilai arus tapak.


6.3 BETA A.T ( a.t ) BETA A.U ( a.u )

Dalam input sebelum ini anda telah diperkenalkan dengan istilah ‘Beta’, iaitu ia bersangkutan dengan ciri-ciri gandaan arus bagi tatarajah Pengeluar Sepunya ( sila rujuk mukasurat 17).

Faktor Beta ini sebenarnya terbahagi kepada 2 keadaan iaitu :

Beta a.t : Nilai arus pemungut(IC) yang mengalir mengikut keadaan nilai arus tapak ( IB) pada keadaan nilai Vc yang tetap.

Beta a.u : Nilai perubahan yang berlaku pada arus pemungut apabila arus tapak berubah pada keadaan Vc tetap.

CONTOH 6.3a :

Satu litar tatarajah Pengeluar-Sepunya mengalirkan arus tapak 20A dan arus pemungut kemudiannya menjadi 2mA. Arus tapak itu kemudian berubah menjadi 40A dan arus pemungut turut berubah menjadi 4mA.Kirakan a.t dan a.u transistor yang digunakan.


6.4 PENGIRAAN ARUS DAN VOLTAN BAGI LITAR PENGELUAR SEPUNYA .

Rajah 6.21 dan 6.22 merupakan tatarajah pengeluar sepunya. Cuba anda perhatikan pada rajah 6.21, voltan pincang a.t untuk tapak-pengeluar dan pemungut - pengeluar mempunyai nilai yang sama. Jadi voltan pincang a.t ini boleh diambil dari punca yang sama.

Rajah 6.22 pula menunjukkan voltan a.t telah diambil dari punca yang sama dan perhatikan sumber voltan pada tapak yang tadinya dilabelkan sebagai VBB telah bertukar ke VCC ( Ingat nilainya masih lagi sama ).

IC

C

EB

VCC, +20VVBB,+20V

RCRB

IE

IB

Rajah 6.21

IC

C

EB

VCC, +20V

RCRB

IE

IB

Rajah 6.22

Cuba anda perhatikan perkaitan voltan pincang pada litar ini……………..,Walaupun dengan hanya menggunakansatu punca voltan bekalan a.t, transistor tetap diberikan voltan pincang yang betul. Cuba anda perhatikan, Transistor yang digunakan ialah jenis NPN,bahagian pengeluar-tapak diberikan pincang-depan dan bahagian

pemungut tapak diberikan voltan pincang-songsang.


Untuk memudahkan kita mencari nilai arus dalam litar, kita boleh memisahkan litar ini kepada dua bahagian, iaitu bahagian masukan dan bahagian keluaran.Dengan menggunakan hukum Kirchoff dan hukum Ohm, kita dapat membina persamaan dalam gelung berikut :

Gelung Bahagian Masukan :

Gelung Bahagian Keluaran :

Cuba anda perhatikan, IC pada bahagian keluaran dinyatakan sebagai IC=.IB. Ini kerana sebelum ini ada dinyatakan bahawa nisbah arus keluaran (IC ) dan arus masukan ( IB ) disebut sebagai Beta ( ) :

Persamaannya :

VCE

VRC

IC C

EB

RC

IE

VCC = Voltan pincang songsang untuk pemungut-tapak.VRC = Voltan susut pada perintang beban pada pemungut.VCE = Jatuhan voltan antara pemungut

VCC = Bekalan Voltan a.t (VoltanPincang)

VRB = Voltan yang terbina merintangi perintang RB.

VBE = Voltan yang terbina antara tapak dan Pengeluar (B-E) = Voltan sawar ( VB-E)

Persamaannya :

VRB

C

EB

VCC, +20V

RB

IE

IB

Rajah 6.23

VBE

VCC,+20V

Rajah 6.24


Cuba kita perhatikan contoh pengiraan nilai-nilai arus dan voltan bagi litar di bawah:

Contoh 6.4a :

Dengan berpandukan kepada litar pada rajah 6.25, dapatkan :i. Arus Tapak; IB ii. Arus Pemungut; IC iii.Voltan pemungut; VCE

Penyelesaian :

=50

1.5K200K IC

VCC, +12V

RCRB

IE

IB

Rajah 6.25

VCE



Mari kita uji, kefahaman anda mengenai input ini dengan soalan-soalan di bawah, selamat mencuba.

6b-1 Diantara ketiga-tiga tatarajah di bawah, tatarajah yang manakah merupakan yang popular digunakan dalam litar.

= Tatarajah Tapak Sepunya= Tatarajah Pengeluar Sepunya= Tatarajah Pemungut Sepunya

6b-2 Berikut ada data-data ujikaji yang diambil oleh seorang pelajar yang melakukan analisa ke atas perubahan arus dan voltan bagi satu sambungan penguat tatarajah pengeluar sepunya. Anda diminta memplotkan data-data tersebut di atas satu graf arus pemungut, IC melawan voltan pemungut, VC

menggunakan data-data di bawah.

6b-3 Apakah Beta (), nyatakan perbezaan a.t dan a.u .

4b-4 Merujuk kepada litar di bawah, sekiranya transistor yang digunakan ialah jenis Silikon, kirakan nilai :

(i ) Arus Tapak, IB (ii) Arus Pemungut, IC (iii) Voltan Pemungut, VCE

40A 5 V 3.98mA

40A 10V 3.99mA

40A 15V 4mA

40A 20V 4mA

IB vC Ic

60A 5 V 5.98mA

60A 10V 5.99mA

60A 15V 6 mA

60A 20V 6 mA

VBB = 20V

1M IC

C

EB

VCC, VBB,

RCRB

IE

IB

Vc

VBB = 40V

VBB = 60V VBB = 80V

10K1M IC

C

EB

VCC, +10V

RCRB

IE

IB

=100

VCE


- Sila rujuk jawapan anda pada maklumbalas disebelah


6b-1 Tatarajah Pengeluar Sepunya

6b-2

6b-3 Beta a.t : Nilai arus pemungut (IC) yang mengalir mengikut keadaan nilai arus tapak ( IB) pada keadaan nilai Vc yang tetap.


6b-4 IB=9.3A , IC = 0.93mA , V CE = 0.7V

4b-5 IB = 100A , IC = 5mA , VCE = 7.5V

Vc2015105

IB=80A

IB=60A

8

IB=40A

6

4

2

IC(mA)

IB=20A


Kita masih lagi membincangkan tentang litar Tatarajah Pengeluar Sepunya.Kita akan melihat bagaimana pengaliran arus-arus dalam litar semasa diberikan voltan a.t dapat membentuk satu graf yang disebut sebagai graf garis beban dan dengan berpandukan garis beban ini kita akan melihat bagaimana ia berfungsi untuk menentukan nilai keluaran dan masukan voltan a.u pada pemungut.

6.5 TITIK PENGENDALIAN A.T ( TITIK-Q ) :

Apabila sesuatu transistor diberikan voltan pincang a.t yang betul, ia akan mula beroperasi ( walaupun pada ketika itu tiada voltan masukan a.u) .Arus tapak ( IB ) akan mengalir, Arus pemungut (IC) akan turut mengalir. Arus pemungut yang mengalir dalam litar ketika ini disebut sebagai arus operasi( ICQ )

Apabila arus operasi ini melalui perintang beban di bahagian pemungut (RL), nilai VCE akan diperolehi :

Pada keadaan ini nilai VCE ialah nilai voltan pada titik operasi ( VCEQ ).

Kalau ada masalah, rujuk pensyarah anda ye…

Kalau anda yakin, bolehlah kita ke input seterusnya ……


Contoh 6.5a :

Merujuk litar 6.26 di bawah, dapatkan nilai arus operasi litar (ICQ) dan voltan operasi litar (VCEQ).

Penyelesaian :

Sekiranya arus pemungut operasi ( ICQ ) dan voltan pemungut operasi (VCQ) yang didapati dari analisa litar contoh di atas diplotkan pada rajah lengkuk ciri I-V untuk litar berkenaan, kita akan mendapati ia bertemu pada satu titik.

VCC, +20V

=100

5K1M IC

RCRB

IE

IB

Rajah 6.26

VCE


(rujuk rajah 6.27 di bawah )

Titik pertemuan ini dikenali sebagai Titik-Q (Huruf Q mewakili perkataan ‘Quiescent’, bermaksud tenang ) Sekiranya ada isyarat masukan a.u pada litar ini, isyarat keluaran yang dibesarkan akan berayun secara simetri maksimum terhadap titik ini (anda akan lebih jelas tentang ini selepas penerangan berkaitan gelombang keluaran/masukan maksima ).

6.6 TITIK KETEPUAN A.T DAN TITIK ALIHAN A.T :

Rajah 6.28 di bawah akan memudahkan kita memahami maksudkan takat tepu a.t dan takat alihan a.t.

Takat Alihan( VC(ALIH ))

IC(mA)

Rajah 6.28

Takat Tepu ( IC(TEPU))

Titik-Q

2015105

5

4

3

2

1

VC (V)

Q

Vc

IB=50A

IB=40A

IB=30A

5

4

IB=20A

Rajah 6.27

252015105

3

2

1

IC(mA)

IB=10A


6.6.1 TITIK KETEPUAN A.T ( TAKAT TEPU A.T ) :

Rajah 6.6a adalah graf I-V bagi litar di rajah 6.5a. Kita telahpun membuat kiraan bagi menentukan kedudukan titik operasi litar tersebut, dimana kita mendapati nilai ICQ litar ialah 2mA dan nilai VCQ litar ialah 10V.

Sekiranya kita cuba meninggikan IB litar, nilai IC akan turut tinggi tetapi nilai VC akan menjadi rendah.Sekiranya nilai IB terus ditinggikan, IC akan menyebabkan voltan susut di perintang RL sama dengan nilai voltan bekalan ( VRL =VCC ). Pada keadaan ini nilai VC akan menjadi sifar. IC pada tahap ini adalah pada takat yang maksima dan VC tidak mungkin akan jadi kurang dari sifar. IC maksima ini dikenali sebagai arus pemungut dalam keadaan tepu( IC(TEPU)(AT)).

Rujuk terbitan rumus untuk IC(TEPU)(AT) :

Jadi IC (tepu)(a.t) :

Kesimpulannya : Takat Tepu a.t. ialah takat di mana arus pemungut (IC) berada pada nilai yang maksimum dan nilai Vc=0. Arus Pemungut pada masa ini dikenali sebagai IC(TEPU).

ICQ dan Ic(TEPU)(AT) tu sama ke?

Tidak….ICQ ialah arus pemungut yang mengalir apabila transistor diberikan voltan pincang yang betul. Manakala …IC(tepu)(a.t) ialah arus pemungut yang paling maksima yang boleh dialirkan oleh litar


6.6.2 TITIK ALIHAN A.T ( TITIK POTONG A.T ):

Tadi anda telah dijelaskan bahawa Titik tepu didapati apabila nilai IB

terus ditingkatkan. Titik Potong pula didapati apabila nilai IB terus direndahkan.

Untuk penjelasan lanjut, sila rujuk rajah 6.5a dan 6.5b semula. Sekiranya nilai IB rendah, nilai IC juga akan turut rendah dan nilai Vc akan semakin tinggi. Sekiranya nilai IB terus direndahkan, ia akan menyebabkan nilai IC menjadi sifar dan nilai VC akan menjadi sama dengan nilai VCC. Sila lihat persamaan rumus di bawah :

Jadi rumus untuk mendapati takat alihan a.t sesuatu litar ialah :

Kesimpulan ; Takat Alihan ialah takat dimana tiada arus yang mengalir dalam litar dan nilai VC=VCC .

6.7 GARIS BEBAN A.T :


Sebenarnya, garisan yang menghubungkan titik tepu a.t, titik-Q dan titik potong a.t ini disebut Garis Beban a.t ( rujuk rajah 6.29)

Voltan yang didapati antara 0 dan VCE mewakili voltan yang jatuh pada bahagian pemungut dan pemancar. Manakala voltan antara VCE dan Vcc mewakili voltan yang jatuh pada perintang beban.

Terdapat dua faktor yang dapat mengubah kecerunan garis beban, iaitu :i. Mengubah nilai perintang beban, RL.

Apabila kita merendah atau meninggikan nilai RL, ia akan mengubah kedudukan titik tepu kita kerana kita mengetahui

bahawa untuk menentukan titik-Q persamaannya ialah :

ii. Mengubah nilai voltan bekalan ke pemungut, VCC.Ini adalah kerana untuk mendapatkan voltan maksima pada pemungut, VC(alih)=VCC.

Rajah 6.30 di bawah menunjukkan apa yang berlaku sekiranya kita mengubah nilai RL.

VCE

GARIS BEBAN A.T

Takat Alihan( VC(ALIH ))

Rajah 6.29


Titik-Q

2015105

5

4

3

2

1

VC (V)

IC(mA)

RL ditinggikan

Rajah 6.30

RL asal

2015105

5

4

3

2

1

VC (V)

IC(mA)

RL direndahkan


Rajah 6.31 pula menunjukkan kecerunan garis beban sekiranya nilai VCC diubah.

6.8 CONTOH PENGIRAAN MENDAPATKAN GARIS BEBAN A.T ;

Dengan merujuk kepada litar di rajah 6.32 di bawah, lukiskan garis beban a.t bagi litar pengeluar sepunya berikut dan tandakan kedudukan titik-Q. Anggap =100

Penyelesaian :

Rajah 6.32

VCC,+20V

=100

2K333k IC

RCRB

IE

IB

VCE

VCC direndahkan

Rajah 6.31

VCC asal

2015105

5

4

3

2

1

VC (V)

IC(mA)

VCC ditinggikan direndahkan


Titik Operasi ( titik-Q ):

Titik Tepu a.t :

Titik Alihan a.t :

Jadi, Garis Beban a

10

IC(mA)

IC(tepu)(a.t)

VC(alih)(a.t)

ICQ

8

VCEQ

Rajah 6.33

Titik-Q

15105

8

6

4

2

VC (V)


Untuk mengetahui tahap kefahaman anda, anda haruslah mengujinya, mari kita cuba …..

6c-1 Padan suaikan maksud bagi Istilah-Istilah berikut :

6c-2 Padan suaikan rumus-rumus berikut :

Titik Pengendalian A.T ( Titik –Q )

Titik Ketepuan A.T

Titik Potong A.T

Takat dimana arus Pemungut ( IC ) berada pada nilai maksimum dan nilai VC adalah sifar.

Takat dimana tiada arus pemungut boleh mengalir dan nilai VC menurut nilai VCC ( VC = VCC ).

Titik Operasi menunjukkan kedudukan titik yang mewakili nilai IC dan VC bila ada voltan pincang A.T diberikan pada litar.

Titik Pengendalian A.T ( Titik –Q )

Titik Ketepuan A.T

Titik Potong A.T

A

B

C

A

B

C

A

B

C

A

B

C


6c-3 Berdasarkan rajah di bawah, dapatkan Garis Beban a.t litar di bawah :

Vcc=+30V

=100

5K1.5M IC

RCRB

IE

IB

VCE

Mari kita semak jawapan anda dengan maklumbalas di sebelah …….


6c-1

6c-2

6c-3 IB = 20A , IC = 2mA , ICQ= 2mA , VC = 20V , VCQ = 20V.

IC(TEPU)(AT) = 6mA , VC(ALIH)(AT) = 30V

GARIS BEBAN A.T :Ic(mA)

A

B

C

A

B

C

A

B

C

A

B

C


Titik-Q

302010

8

6

4

2

VC (V)

Takat Alihan


6.9 KENDALIAN PENGUAT PENGELUAR A.U APABILA MENERIMA ISYARAT MASUKAN A.U :

Salah satu faktor yang dapat mengubah nilai IB ialah isyarat masukan a.u. Jadi nilai isyarat masukan a.u mestilah tidak terlalu besar sehinggakan boleh menyebabkan ayunan IB menjadi besar ( rujuk rajah 6.34 di belakang ) :

Berpandukan rajah, kita dapat melihat kedudukan titik-Q ialah semasa IB=60A, IC=6mA dan VC=8V.Katakanlah IB berayun di antara 40A dan 80A semasa adanya isyarat masukan a.u, manakala IC pula berayun di antara 4mA dan 8mA, ini menyebabkan VC berayun antara 4V ke 12V.Voltan yang diambil pada VC sebenarnya ialah nilai voltan a.u keluaran, bagi contoh ini ia berayun pada satu kitaran sempurna bernilai 8Vp-p.

Sekiranya isyarat masukan a.u terlalu besar, ia akan menyebabkan ayunan IB

besar ( rujuk gelombang pada garisan putus-putus ). Maka nilai ayunan IC

juga turut besar dan dituruti oleh VC. Kita dapati ayunan IC dan VC melampaui takat tepu litar. Pada takat ini tiada lagi nilai gandaan akan berlaku. Jadi, gelombang yang melampaui takat ini akan terpotong/terpangkas/terherot.

Jika satu-satu keluaran amplifier mempunyai bahagian yang terpangkas, kita akan menganggap ia adalah tidak sempurna dan ia mesti dielakkan dalam pembinaan litar amplifier. Jadi, kedudukan titik-Q biasanya dipilih di tengah-tengah garis beban untuk mendapatkan ayunan yang besar dan sempurna.


6.9.1 Garis Beban A.U :

Apabila adanya masukan isyarat a.u, beban yang dihadapi di bahagian keluaran kadang kala berbeza dengan analisa isyarat a.t. Cuba anda rujuk rajah 6.35 di bawah :

Takat tepu

Rajah 6.35

Rajah 6.34

1284

0V

20A

40A

60A

80A

100A

8

10 20155

10

6

4

2

VC (V)

IC(mA)

VCC,+30V

Takat Tepu

C2

C1Vm

RL

40K

=100

10K2M IC

RCRB

IE

IB


Anda akan dapat melihat bahawa terdapat pertambahan pada rintangan di bahagian keluaran. Fungsi kapasitor C1 dan C2 telah diterangkan sebelum ini ( Dalam input yang pertama unit ini )Kapasitor akan membenarkan isyarat a.u melaluinya. Jadi, beban yang dihadapi pada bahagian keluaran ialah rL=RC//RL.

Nilai arus pemungut tidak akan jatuh di atas garis beban a.t lagi, jadi dalam analisa a.u ia akan mempunyai garis yang baru. Ia juga akan mempunyai takat tepu dan takat alihannya yang sendiri. Garis ini dikenali dengan nama ‘garis beban a.u’.

Formula untuk mendapatkan takat tepu a.u dan takat alihan a.u :

contoh 6.9a:


Merujuk kepada rajah 6.35, lukiskan garis beban a.t dan a.u bagi litar tersebut. Tunjukkan juga kedudukan titik-Q.

Penyelesaian :Titik Operasi ( Titik-Q ):

Garis Beban A.T :

Garis Beban A.U :

Berdasarkan nilai-nilai di atas, garis beban a.t dan a.u dapat dilukis :

Garis Beban a.t

Garis Beban a.u

30252015105

3.5

IC(mA)

3

Rajah 6.36

Titik-Q 2.5

2

1.5

1

0.5

VC (V)


6.10 Bentuk Gelombang Keluaran dan Gelombang Masukan :

Dalam input sebelum ini ada diterangkan tentang perkaitan gelombang keluaran berbanding dengan gelombang masukan.

Fasa gelombang keluaran akan terbalik sebanyak 180 dari fasa gelombang masukan.

6.11 Gandaan Voltan , A V:

Gandaan Voltan ialah membandingkan nilai voltan keluaran dengan nilai voltan masukan.

Satu lagi rumus yang boleh digunapakai untuk mendapatkan nilai gandaan voltan litar ialah melibatkan ‘konsep transistor unggul’ dan ‘anggapan hampiran pertama’. Dalam konsep ini, semua nilai-nilai yang kecil dalam litar akan diabaikan dan gandaan voltan boleh didapati apabila kita membahagikan rintangan keluaran dengan rintangan masukan.

Dari konsep ini, anggapan untuk rumus gandaan voltan ialah :


….nilai 25mV ialah nilai paras voltan yang

selalu digunakan untuk tujuan analisa transistor ( biasanya antara 24mV dan 50mV)

6.12 Nilai Maksima Voltan Keluaran tanpa Herotan , Vk (mak)(tanpa herotan). ;

Kita dapat mengetahui nilai maksima voltan keluaran tanpa herotan melalui graf garis beban sesuatu litar.

Maksud voltan keluaran maksima tanpa herotan ialah isyarat keluaran yang berayun pada titik operasi secara simetri dan tidak dipangkas.

Cuba kita lihat rajah 6.37 di sebelah : rajah ini merupakan rajah garis beban bagi litar contoh 6.9a. Anda telah dijelaskan sebelum ini bahawa garis beban a.u akan wujud apabila nilai beban yang dihadapi oleh voltan a.u di litar keluaran berbeza dengan nilai beban yang dihadapi oleh voltan a.t di litar keluaran.

Voltan keluaran maksima tanpa herotan ( Vk(max)(tanpaherotan)) biasanya dilukis merujuk kepada garis beban a.u ( Ini kerana garis beban a.u wujud apabila litar diberikan Isyarat masukan a.u ).

Cuba anda perhatikan bagaimana cara untuk menentukan isyarat mana satu yang dikatakan voltan keluaran maksima tanpa herotan bagi garis beban di sebelah.


Kita akan memilih bahagian yang mempunyai kiraan voltan puncak yang kecil untuk mendapatkan nilai voltan keluaran maksima tanpa herotan.

Cuba anda perhatikan, sekiranya kita mengambil nilai voltan puncak yang besar sebagai voltan keluaran, kita akan mendapati salah satu puncak pada voltan keluarannya terpangkas. Pada keadaan ini ia bukan lagi voltan keluaran maksima tanpa herotan.

3

15Vp 12Vp

VCQ 27VVC(alih)

0

Garis Beban a.t

Garis Beban a.u

30252015105

3.5IC(mA)

3

Rajah 6.37

Titik-Q 2.52

1.51

0.5

VC (V)

Bahagian 1 :VC(ALIH)(AU) - VCQ = 27V – 15V = 12Vp

Bahagian 2 :VCQ – 0 = 15V – 0 = 15Vp

24Vp-p

30Vp-p


6.13 Nilai Maksima Voltan Masukan.

Apabila kita sudah mengetahui nilai voltan keluaran maksima tanpa herotan (Vk(mak)(tanpaherotan)), maka kita boleh menentukan nilai voltan masukan maksima tanpa herotan (Vm(mak)(tanpa herotan)). Tetapi, nilai gandaan voltan bagi litar berikut perlu diketahui terlebih dahulu. (Perhatian! Sila rujuk rumus gandaan voltan telah dinyatakan sebelum ini ).

Contoh 6.13a :

Dengan merujuk nilai voltan keluaran maksima tanpa herotan (Vk(mak)(tanpa

herotan)) pada rajah 6.12a di atas, dapatkan nilai voltan masukan maksima tanpa herotan (Vm(mak)(tanpa herotan)) bagi penguat tersebut sekiranya nilai gandaan voltan, AV litar ialah 100.

Voltan masukan pada keadaan ini dikenali sebagai voltan masukan maksima tanpa herotan ( Vm(mak)(tanpa herotan)) kerana nilai voltan keluaran yang digunakan ialah nilai voltan keluaran maksima tanpa herotan ( Vk(mak)(tanpa herotan)).


Mari kita uji pula pemahaman anda tentang unit ini.

6d-1 Gelombang masukan a.u dapat mengubah nilai _______________ .

6d-2 Apakah yang akan terjadi sekiranya ayunan IB terlalu besar ?___________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

6d-3 Kenapakan kedudukan garis beban a.u tidak sama dengan kedudukan garis beban a.t ?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

6d-4 Berdasarkan gambarajah di bawah, dapatkan nilai titik-Q, IC(tepu)(at), VC(alih)(at), IC(tepu)(au), Vc(alaih)(au), dan lukiskan garis beban a.t dan garis beban a.u di atas satu graf. Dari graf yang sama, lukiskan gelombang keluaran maksima tanpa herotan dan dapatkan voltan masukan maksima tanpa herotan litar.

Vcc,+35V

C2

C1

Vm

RL

55K

=100

5K555K IC

RCRB

IE

IB


6d-1 IB

6d-2 Sekiranya ayunan IB terlalu besar, ini akan menyebabkan ayunan VC dan IC menjadi terpangkas ( kerana ada puncaknya yang melampaui takat alihan atau takat tepu ).

6d-3 Voltan isyarat a.u akan menghadapi beban di bahagian keluaran, bagi sesetengah litar nilai beban yang berbeza pada bahagian keluaran untuk analisa a.t dan analisa a.u. Apabila beban berbeza, nilai arus pemungut juga akan berbeza dan ini akan membuatkan ia mempunyai nilai-nilai garis beban yang tersendiri yang kita sebut sebagai garis beban a.u.

6d-3

Garis Beban A.T :


Voltan Masukan Maksima tanpa herotan :

22.7Vp-p

3530252015105

7

6

5

4

3

2

1

I C(mA)

VC0

11.35V 33.03V

21.68Vp11.35Vp

Vk(mak)(tanpa herotan) = 11.35Vp x 2

= 22.7Vp- p


Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba kefahaman anda dengan menjawab soalan-soalan dalam penilaian kendiri. Disamping itu , anda haruslah memparbanyakkan latihan anda untuk mengukuhkan kefahaman anda…….


Anda telahpun berada di akhir unit, Sekiranya anda mempunyai masalah tentang unit ini , bertanyalah kepada Pensyarah anda.Mari kita uji semua kefahaman anda mengenai unit ini. Jawab dengan sebaik mungkin ……… Selamat mencuba !!!!….

6.1 Namakan tiga cara asas tatarajah transistor dan lukiskan setiap satu darinya:

6.2 Setiap tatarajah mempunyai ciri-ciri yang berbeza untuk disesuaikan dengan kegunaan dalam litar. Nyatakan ciri-ciri tersebut dari faktor kerintangan keluaran, kerintangan masukan, gandaan voltan, gandaan arus, gandaan kuasa , beza fasa.

6.3 Lukiskan lengkuk ciri (IC-VC) bagi penguat pemancar sepunya. Jelaskan apakah maksudnya.

6.4 Apakah yang dimaksudkan dengan Beta dalam tatarajah pengeluar sepunya.

6.5 Nyatakan perbezaan antara Beta a.t (a.t) dan Beta a.u (a.u).

6.6 Jelaskan maksud titik pengendalian a.t, titik ketepuan a.t dan titik potong a.t.

6.7 Anda dikehendaki membina satu litar penguat ( rajah di bawah ) yang boleh menghasilkan IC = 5mA dan VCE =5V. Kirakan nilai Rc dan RB jika sekiranya anda diberi pembekal kuasa bernilai 20V dan transistor yang digunakan mempunyai = 100

Vcc

C2

C1

IC

RCRB

IE

IB

PENILAIAN KENDIRIPENILAIAN KENDIRI

MAKLUMBALASPENILAIAN KENDIRI

MAKLUMBALASPENILAIAN KENDIRI


6.1 i. Tatarajah Tapak Sepunyaii. Tatarajah Pengeluar Sepunyaiii. Tatarajah Pemungut Sepunya

i.

ii.

iii.

6.2Tatarajah Tatarajah Tatarajah

IB

ICIE

-VCC

RL

VEE

RE

VkVBE VcVm

VRE

VCCVBB

RCRB

IE

ICIB

VBE

VCE

VRB

VRC

C2

C3

C1

Vm RL

RB

VBB

IC

IB

Vk

VCC


Tapak Sepunya Pemungut Sepunya

PengeluarSepunya

Rintangan Masukan Rendah Tinggi Rendah

Rintangan Keluaran Tinggi Rendah Tinggi

Gandaan Arus Rendah Tinggi Tinggi

Gandaan Voltan Tinggi Rendah Tinggi

Gandaan Kuasa Tinggi Rendah Tinggi

Beza Fasa Tiada Tiada 180

6.3 Lengkuk Ciri I-V ialah graf yang diplotkan bagi arus pemungut melawan voltan pemungut untuk mengambarkan apa yang berlaku pada transistor ketika berlakunya perubahan-perubahan arus dan voltan.

6.4 ciri-ciri gandaan arus bagi tatarajah Pengeluar Sepunya dimana ia merujuk kepada perubahan arus keluaran mengikut arus masukan.

6.5 Beta a.t : Nilai arus pemungut(IC) yang mengalir mengikut keadaan nilai arus tapak ( IB) pada keadaan nilai Vc yang tetap.


6.6 Apabila sesuatu transistor diberikan voltan pincang a.t. yang betul, ia akan mula beroperasi ( walaupun pada ketika itu tiada voltan masukan a.u) .

Vc

IB=120A

IB=100A

IB=60A

5

4

IB=40A

54321

3

2

1

IC(mA)

IB=20A


Arus tapak ( IB ) akan mengalir, Arus pemungut (IC) akan turut mengalir. Arus pemungut yang mengalir dalam litar ketika ini disebut sebagai arus operasi( ICQ )

Apabila arus operasi ini melalui perintang beban di bahagian pemungut (RL), nilai VCE akan diperolehi :

Pada keadaan ini nilai VCE ialah nilai voltan pada titik operasi ( VCEQ ).

Titik Ketepuan a.t :

Takat Tepu a.t ialah takat di mana arus pemungut (IC ) berada pada nilai yang maksimum dan nilai Vc=0. Arus Pemungut pada masa ini dikenali sebagai IC(TEPU).

Titik Potong a.t :

Takat Alihan ialah takat dimana tiada arus yang mengalir dalam litar dan nilai VC=VCC .

Apabila arus pemungut mengalir melalui perintang beban di pemungut, Vc dapat dicari.

Documents

UNIT6 ELEKTRONIK