{tocify} $title={Daftar Isi}
Pembiasan transistor
Transistor Biasing adalah proses pengaturan tegangan operasi transistor DC atau kondisi arus ke tingkat yang benar sehingga setiap sinyal input AC dapat diperkuat dengan benar oleh transistor
Operasi keadaan tunak transistor sangat bergantung pada nilai arus basis, tegangan kolektor, dan arus kolektor dan oleh karena itu, jika transistor ingin beroperasi dengan benar sebagai penguat linier, transistor harus dibias dengan benar di sekitar titik operasinya.
Menetapkan titik operasi yang benar memerlukan pemilihan resistor bias dan resistor beban untuk memberikan kondisi arus input dan tegangan kolektor yang sesuai. Titik bias yang benar untuk transistor bipolar, baik NPN atau PNP, umumnya terletak di suatu tempat di antara dua operasi ekstrem sehubungan dengan itu menjadi "sepenuhnya-ON" atau "sepenuhnya-OFF" di sepanjang garis beban DC-nya. Titik operasi pusat ini disebut “Titik Operasi Diam”, atau singkatnya titik Q.
Ketika transistor bipolar dibias sehingga titik-Q berada di dekat tengah rentang operasinya, yaitu kira-kira setengah jalan antara cut-off dan saturasi, dikatakan beroperasi sebagai penguat Kelas-A. Mode operasi ini memungkinkan tegangan output naik dan turun di sekitar titik-Q amplifier tanpa distorsi saat sinyal input berayun melalui satu siklus lengkap. Dengan kata lain, output tersedia untuk 360° penuh dari siklus input.
Jadi bagaimana kita mengatur biasing titik-Q ini dari transistor? – Bias transistor yang benar dicapai dengan menggunakan proses yang umumnya dikenal sebagai Bias Basis.
Tetapi sebelum kita mulai melihat kemungkinan pengaturan biasing transistor yang berbeda, pertama-tama mari kita ingatkan diri kita sendiri tentang rangkaian transistor tunggal dasar beserta tegangan dan arusnya seperti yang ditunjukkan di sebelah kiri.
Fungsi "tingkat Bias DC" adalah untuk mengatur titik-Q transistor dengan benar dengan mengatur arus Kolektor ( IC ) ke nilai keadaan konstan dan tunak tanpa sinyal input eksternal yang diterapkan ke Basis transistor.
Kondisi tunak atau titik operasi DC ini diatur oleh nilai tegangan suplai DC ( Vcc ) rangkaian dan nilai resistor bias yang menghubungkan terminal Basis transistor.
Karena arus bias basis transistor adalah arus DC keadaan tunak, penggunaan yang tepat dari kopling dan kapasitor bypass akan membantu memblokir arus bias dari tahap transistor lain yang mempengaruhi kondisi bias berikutnya. Jaringan bias basis dapat digunakan untuk konfigurasi transistor Common-base (CB), common-collector (CC) atau common-emitter (CE). Dalam tutorial bias transistor sederhana ini kita akan melihat pengaturan bias berbeda yang tersedia untuk Common Emitter Amplifier.
Bias Basis Penguat Common Emitter
Salah satu rangkaian bias yang paling sering digunakan untuk rangkaian transistor adalah dengan bias sendiri dari rangkaian bias emitor di mana satu atau lebih resistor bias digunakan untuk mengatur nilai DC awal untuk tiga arus transistor, ( IB ), ( IC ) dan ( IE ).
Dua bentuk bias transistor bipolar yang paling umum adalah: Beta Dependent dan Beta Independent. Tegangan bias transistor sebagian besar bergantung pada beta transistor, ( β ) sehingga pengaturan bias untuk satu transistor mungkin tidak selalu sama untuk transistor lain karena nilai beta mungkin berbeda. Bias transistor dapat dicapai baik dengan menggunakan resistor umpan balik tunggal atau dengan menggunakan jaringan pembagi tegangan sederhana untuk memberikan tegangan bias yang diperlukan.
Berikut ini adalah lima contoh konfigurasi bias Basis transistor dari satu suplai ( Vcc ).
Pembias Basis Tetap pada Transistor
Rangkaian yang ditunjukkan disebut sebagai “rangkaian bias basis tetap”, karena arus basis transistor, IB tetap konstan untuk nilai Vcc yang diberikan, dan oleh karena itu titik operasi transistor juga harus tetap. Jaringan bias dua resistor ini digunakan untuk menetapkan wilayah operasi awal transistor menggunakan bias arus tetap.
Jenis pengaturan bias transistor ini juga merupakan bias dependen beta karena kondisi operasi tunak adalah fungsi dari nilai beta transistor, sehingga titik bias akan bervariasi pada rentang yang luas untuk transistor dari jenis yang sama dengan karakteristik transistor. transistor tidak akan persis sama.
Dioda emitor dari transistor dibias maju dengan menerapkan tegangan bias basis positif yang diperlukan melalui resistor pembatas arus RB. Dengan asumsi transistor bipolar standar, penurunan tegangan basis-emitor maju akan menjadi 0,7V. Maka nilai RB adalah: (VCC – VBE)/IB di mana IB didefinisikan sebagai IC/β.
Dengan jenis pengaturan bias resistor tunggal ini tegangan dan arus bias tidak tetap stabil selama operasi transistor dan dapat sangat bervariasi. Juga suhu operasi transistor dapat mempengaruhi titik operasi.
Umpan Balik Kolektor Membias Transistor
Konfigurasi umpan balik kolektor bias sendiri ini adalah metode bias bergantung beta lainnya yang membutuhkan dua resistor untuk memberikan bias DC yang diperlukan untuk transistor. Konfigurasi umpan balik kolektor ke basis memastikan bahwa transistor selalu bias di wilayah aktif terlepas dari nilai Beta (β). Tegangan bias basis DC diturunkan dari tegangan kolektor VC, sehingga memberikan stabilitas yang baik.
Dalam rangkaian ini, resistor bias basis, RB dihubungkan ke kolektor transistor C, bukan ke rel tegangan suplai, Vcc. Sekarang jika arus kolektor meningkat, tegangan kolektor turun, mengurangi drive basis dan dengan demikian secara otomatis mengurangi arus kolektor untuk menjaga titik-Q transistor tetap. Oleh karena itu metode pembiasaan umpan balik kolektor ini menghasilkan umpan balik negatif di sekitar transistor karena ada umpan balik langsung dari terminal output ke terminal input melalui resistor, RB.
Karena tegangan bias berasal dari penurunan tegangan pada resistor beban, RL, jika arus beban meningkat, akan ada penurunan tegangan yang lebih besar pada RL, dan tegangan kolektor yang berkurang, VC. Efek ini akan menyebabkan penurunan yang sesuai pada arus basis, IB yang pada gilirannya, membawa IC kembali normal.
Reaksi sebaliknya juga akan terjadi ketika arus kolektor transistor berkurang. Kemudian metode biasing ini disebut self-biasing dengan stabilitas transistor menggunakan jenis jaringan bias umpan balik yang umumnya baik untuk sebagian besar desain amplifier.
Bias Transistor Umpan Balik Ganda

Menambahkan resistor tambahan ke jaringan bias basis dari konfigurasi sebelumnya meningkatkan stabilitas bahkan lebih sehubungan dengan variasi Beta, ( β ) dengan meningkatkan arus yang mengalir melalui resistor bias basis.
Arus yang mengalir melalui RB1 umumnya disetel pada nilai yang sama dengan sekitar 10% dari arus kolektor, IC. Jelas itu juga harus lebih besar dari arus basis yang diperlukan untuk nilai minimum Beta, β.
Salah satu keuntungan dari jenis konfigurasi bias otomatis ini adalah kedua resistor memberikan bias otomatis dan umpan balik Rƒ secara bersamaan.
Bias Transistor dengan Umpan Balik Emitor
Jenis konfigurasi bias transistor ini, sering disebut bias self-emitter, menggunakan umpan balik emitor dan basis-kolektor untuk menstabilkan arus kolektor lebih jauh. Ini karena resistor RB1 dan RE serta sambungan basis-emitor transistor semuanya terhubung secara efektif secara seri dengan tegangan suplai, VCC.
Kelemahan dari konfigurasi umpan balik emitor ini adalah mengurangi penguatan output karena koneksi resistor dasar. Tegangan kolektor menentukan arus yang mengalir melalui resistor umpan balik, RB1 menghasilkan apa yang disebut “umpan balik degeneratif”.
Arus yang mengalir dari emitor, IE (yang merupakan kombinasi dari IC + IB) menyebabkan penurunan tegangan muncul di RE dalam arah tertentu, sehingga membias balik sambungan basis-emitor.
Jadi jika arus emitor meningkat, karena peningkatan arus kolektor, penurunan tegangan I*REjuga meningkat. Karena polaritas tegangan balik ini membiaskan sambungan basis-emitor, IB otomatis berkurang. Oleh karena itu, arus emitor meningkat lebih kecil daripada yang seharusnya terjadi jika tidak ada resistor bias sendiri.
Umumnya, nilai resistor diatur sehingga tegangan yang jatuh pada resistor emitor RE kira-kira 10% dari VCC dan arus yang mengalir melalui resistor RB1 adalah 10% dari IC arus kolektor.
Jadi jenis konfigurasi bias transistor ini bekerja paling baik pada tegangan catu daya yang relatif rendah.
Bias Transistor Pembagi Tegangan
Di sini konfigurasi transistor common emitter dibias menggunakan jaringan pembagi tegangan untuk meningkatkan stabilitas. Nama konfigurasi bias ini berasal dari fakta bahwa dua resistor RB1 dan RB2 membentuk jaringan pembagi tegangan atau potensial di seluruh suplai dengan titik pusat persimpangan menghubungkan terminal basis transistor seperti yang ditunjukkan.
Konfigurasi bias pembagi tegangan ini adalah metode bias transistor yang paling banyak digunakan. Dioda emitor dari transistor dibias maju oleh nilai tegangan yang dikembangkan melintasi resistor RB2. Juga, bias jaringan pembagi tegangan membuat rangkaian transistor tidak tergantung pada perubahan beta karena tegangan bias yang diatur pada terminal basis, emitor, dan kolektor transistor tidak bergantung pada nilai rangkaian eksternal.
Untuk menghitung tegangan yang dikembangkan pada resistor RB2 dan oleh karena itu tegangan yang diterapkan ke terminal basis, kita cukup menggunakan rumus pembagi tegangan untuk resistor yang dirangkai secara seri.
Umumnya penurunan tegangan pada resistor RB2 jauh lebih kecil daripada resistor RB1. Jelas tegangan basis transistor VB sehubungan dengan ground, akan sama dengan tegangan melintasi RB2.
Jumlah arus bias yang mengalir melalui resistor RB2 umumnya diatur ke 10 kali nilai arus basis yang diperlukan IB sehingga cukup tinggi untuk tidak mempengaruhi arus pembagi tegangan atau perubahan Beta.
Tujuan Transistor Biasing adalah untuk menetapkan titik operasi diam yang diketahui, atau titik Q agar transistor bipolar bekerja secara efisien dan menghasilkan sinyal output yang tidak terdistorsi. Bias DC yang benar dari transistor juga menetapkan wilayah operasi AC awalnya dengan rangkaian bias praktis menggunakan jaringan bias dua atau empat resistor.
Dalam rangkaian transistor bipolar, titik-Q diwakili oleh ( VCE, IC ) untuk transistor NPN atau ( VEC, IC ) untuk transistor PNP. Stabilitas jaringan bias basis dan oleh karena itu titik-Q umumnya dinilai dengan mempertimbangkan arus kolektor sebagai fungsi dari Beta (β) dan suhu.
Di sini kita telah melihat secara singkat lima konfigurasi berbeda untuk "membias transistor" menggunakan jaringan resistif. Tetapi kita juga dapat membiaskan transistor menggunakan dioda silikon, dioda zener atau jaringan aktif yang semuanya terhubung ke terminal basis transistor. Kami juga dapat membiaskan transistor dengan benar dari catu daya tegangan ganda jika diinginkan