Type the company name Type the document

(1)

[Type the company name]

[Type the document

title]

[Type the document subtitle]

LAPORAN ELEKTRONIKA ANALOG

PERANCANGAN

COMMON EMITTER AMPLIFIER

RUSMANA ADI W

2212039025

DIMAS ABIE PRADANA

22120390

LUCKY SANDY OCKTAVIA

2212039040

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTRO INDUSTRI

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya

(2)

Tugas 1

Analisa rangkaian

Analisa rangkaian pada Buku Hayt, dengan mengganti transistornya dengan 2SC945 dan

komponen lain(resistor, kapasitor) sesuai dengan yang ada di pasaran namun mendekati

dengan yang ada di buku.

A alisa ra gkaia pada uku Ha t, Neudeck de ga e gga ti ilai ko po e resistor, kapasitor, transistor) sesuai dengan nilai yang ada di pasaran. Vs berdasarkan nilai terkecil yang dihasilkan oleh output Function Generator.

Rs = 1K C1 = 2,2 uF

R1 = 56K C2 = 10 uF

R2 = 22K C3 = 47 uF

RC = 5,6K Vcc = 12 Vdc

(3)

Analisa Hasil Perhitungan Simulasi

[1]

Saat Middle

Ic = 488,6 uA (dari simulasi) Vs = 0,5mV (dari simulasi)

Ib = 2,4 uA (dari simulasi) Vin = 439,123 uV = 439,1 uV (dari simulasi) Ii = 60,8 nA (dari simulasi) Vout = 12,295 mV = 12,3 mV (dari simulasi) Io = 5,5 uA (dari simulasi) Iin = 60,898 nA (dari simulasi)

βo = �

� =

488,6 uA

2,4 uA = 204 Iout = 5,588 uA (dari simulasi) gm = 38,9 x Ic = 38,9 x 488,6 uA = 19 mƱ

rπ= �

� =

204

19 = 10,7 K RB = Rth = �1 ��2

�1+�2 = 56 � 22

56+22 = 15,8 K Zi = ��

�+� =

11,7 � 15,8

(4)

Avi = -gm � ��

� +�� = - 19 x 5,6 � 2,2

5,6 + 2,2 = -30,01 = -30 kali Avi =

� �� =

12,3

0,43 = 28,6 kali Avs = Avi x ��

�+�� = 30 x 6,72

1+6,72 = -26,1 kali = -26 kali Avs =

� �� =

12,3

0,5 = 24,6 kali Ai = Avi x ��

�� = 30 x

6,72

2,2 = 91,6 kali Ai =

� �� =

5,6

0,06 = 93 kali

Analisa Hasil Perhitungan Real

[2]

Freq

Vs

Vin

Vout

Avi

Avs

10 Hz

0,5 mV

0,28 mV

7 mV

25

14

500 Hz

0,5 mV

0,3 mV

10,68 mV 26,7 21,36

2 KHz

0,5 mV

0,48 mV

13,6 mV 28,3 27,2

50 KHz

0,5 mV

0,4 mV

10,8 mV 27 21,6

2 MKHz

0,5 mV

0,4 mV

8 mV

20

16

Pengukuran saat frekuensi 2 KHz:

Ic = 495,6 uA Vs = 0,5mV

Ib = 2,2 uA Vin = 0,487 mV

Ii = tidak terukur(mungkin terlalu kecil), dalam nA Vout = 13,6 mV

Io = 6,01 uA

βo = �

� =

495,6 uA

2,2 uA = 225,27 = 225 gm = 38,9 x Ic = 38,9 x 495,6 uA = 19,3 mƱ rπ= �

� =

225

19,3 = 10,7 K RB = Rth = �1 ��2

�1+_�2 = 56 _� 22

56+22 = 15,8 K Zi = ��

�+� =

11,7 � 15,8

11,7+15,8 = 6,72 K Avi = -gm � ��

� +�� = - 19,3 x 5,6 � 2,2

5,6 + 2,2 = -30,01 = -30,5 kali Avi =

� �� =

13 ,6

0,487 = 27,9 kali Avs = Avi x ��

�+_�� = 30,5 x 6,72

1+6,72 = -26,1 kali = -26,5 kali Avs =

� �� =

13,6

0,5 = 27,2 kali Ai = Avi x ��

�� = 30,5 x

6,72

2,2 = 93,1 kali Ai =

�

(5)

Contoh saat frekuensi tinggi

Saat Frekuensi Medium

(6)

TUGAS 2

Menentukan komponen (resistor, kapasitor) berdasarkan Vcc dan transistor yang digunakan dan penguatan yang diinginkan.

Transistor yang digunakan 2SC945 / C945 Vcc = 12 Vdc

Medium Frekuensi Langkah-langkahnya:

1. Tentukan Rs dan RL Rs = 200 ohm dan RL = 2K

Rs dibuat kecil supaya Avi > Avs, namun selisih tidak terlalu jauh

2. Tentukan penguatan sinyal (Avs) yang diinginkan dan masukkan rumus utama Rs dan RL Avs = 40 kali

|Avs| =| �

� | 40

Avs gm (RC//RL) rπ//RB Rs + (rπ//RB ) Avs gm (RC//RL) Zi

Rs //Zi

Saat Rs = 200 ohm dan Zi = misalkan saja 3, jadi berlaku rumus 0,9 < Zi Rs //Zi <1 Berapapun nilai Zi nilainya adalah 0,9 < x < 1

3. Tentukan gm, ambil 0,9 untuk menentukan gm maksimal gm

(RC //RL )x 1 0,9

gm 40 (3//2)x

1 0,9

gm 40

(1,2 x 0,9) gm , = Ʊ 4. Tentukan Ic

(7)

, I _38,937 I , A 5. Mencari Ib

Ib di dapat dari pembagian Ic dengan Bo, Bo diperoleh dari grafik pada datasheet Ib = �

�

Ib = 0,95 196

Ib = 0,0048 mA

6. Mencari VRc, dari Ic dan Rc VRc = Ic x RC

VRc = 0,95 x 3 VRc = 2,85 V 7. Mencari VRe

Vcc = VRc + VCE + VRe 12 = 2,85 + 6 + Vre Vre = 3,15 V 8. Mencari Re

Re = ��

�� , dimana Ie adalah Ib + Ic

Re = 3,15 0,95+0,0048 Re = 3,299K = 3,3K

9. Mencari IR1 , 10 – 100 kali Ib nilainya IR1 = 50 x Ib

IR1 = 50 x 0,0048 IR1 = 0,24 mA

10. Mencari R2, Vo merupakan Vbe maksimal yang diperoleh dari datasheet R2 = ��2

��2 R2 = ��+�

��1_−� R2 = 3,15+0,65

0,24−0,0048 R2 = 16,15 K 11. Mencari R1

R1 = ��1

��1 R1 = � −��2

��1 R1 = � −(��+� )

��1 R1 = 12−3,80

0,24 R1 = 34,16K 12. Mencari RTh = RB

RB = �1 ��2 �1+�2 RB = 34,16 � 16,15

(8)

13. Mencari rπ rπ = �0

� =

196

37 = 5.29K 14. Mencari Zi

Zi = rπ//Rb Zi = 5,29 � 10,9

5,29+10,9 Zi = 3,56K

Syarat Zi ≥RL terpenuhi, sehingga analisa pemasangan resistor bisa dikatakan mendekati benar.

Gambar rangkaian medium

Low and High Frequencies Low Frequencies

 βo(min)= 90

 R1 = 34.16 kΩ

 R2 = 16,15 kΩ

 Rb = 10,96 kΩ

 Rc = 3 kΩ

 Re = 3,3 kΩ

 Rl = 2 kΩ

 Rs = 200 Ω

 gm = 44,4 mMho

 Avs(mid) = 41,78

(9)

Pada Low Frequency, Kita menggunakan NRP salah satu perancang sebagai indikator frequency pada daerah middle yaitu 250 Hz sehingga:

* ωL = 2πf = . = rad/s

Dalam menghitung C1 syarat dari besarnya ωC1 = ωL sehingga :

*

ω

_C1

1570 =

1

[0,2+(10.96//1,53)]C1

C1 = 355 nF

Dalam menghitung C2 dengan menempatkan ωC2 = ωL

20 sehingga : *

ω

_C2

=

1

RL +Rc C2

1570 20

=

1 2+3 C2

C2 = 2,54 µF

Dalam menghitung C2 dengan menempatkan ωCE = ωL

10 sehingga :

*

ω

CE

=

[

1

RE

+

� +1 rπ+Rs//Rb

]

1

CE

1570 10

=

[

1 3.3k

+

� +1 1.57+0,2//10,96

]

1 CE

C

E

= 304 µF

*

ω

_z= 1 RE CE

ω

z =

1

3,3 304

ω

z = 0,99 Mrad/s

(10)

High Frequencies

 βo(min)= 90

 R1 = 34.16 kΩ

 R2 = 16,15 kΩ

 Rb = 10,96 kΩ

 Rc = 3 kΩ

 Re = 3,3 kΩ

 Rl = 2 kΩ

 Rs = 200 Ω

 gm = 44,4 mMho

 Avs(mid) = 41,78

 rπ = = 1,53 kΩ

Dari datasheet Transistor 2SC945, didapatkan data:

 fT ( Gain BandWidth Product) = 250 MHz



ω

T = 1,57 Grad/s

 Cob (Collector to Base Capasitance)= Cµ = 3,0 pF

*

C

π = �

ωT

- Cµ

C

π = 44,4 10−3

1,57 10−12

- 3 10

-12

C

_{π = , pF}

Untuk menghitung Cin kita membutuhkan Rx, tetapi tidak ada informasi mengenai hambatan

dalam Transistor pada datasheet, sehingga kita misalkan dengan NRP salah satu perancang

 Rx = 40 Ω

Avs(mid) Break Point

(11)

 RL’= RL//R RL’ = , kΩ

 Rs’ = rπ//[rx+(Rs//Rb)

* Cin

= C

π

+ Cµ [1 +

gm

RL’+

��′

Rs′

]

C

in

= 25,26

10

−3 + 3

10

−9 [1 +

44,4 x 1,2

+

1,2

0,2

]

C

in

= 202 pF

Break Frequency,

*

ω

H

=

1

Rs′Cin

ω

H

=

1

223 x 202,8 pF

ω

H

= 2,2 MHz

*

ω

H

=

πf

H

f

H

= 3,1 MHz

*

ω

z

=

gm

Cπ

ω

z

=

44,4 m

3 pF

ω

z

= 14,8 Grad/s

Avs(mid) Break Point

(12)

(13)

Data simulasi

Iin = 112,898 nA

Iout = 9,29 uA

VCE = 5,921 V = 6 V

VRC = 2,88 V

VRE = 3,19

Ic = 962 uA = 0,96 mA

Ib = 4,44 uA = 0,0044 mA

Ie = 0,968 mA

Sesuai dengan penguatan sinyal yang direncanakan, bahwa dB maksimal adalah 32, hasil ini

sesuai dengan rumus dB. Avs 40 adalah Avs saat frekuensi middle.

dB = 20 log H(s)

dB = 20 log Avs

dB = 20 log 40

dB = 20 x 1,602

(14)

Kesimpulan



Output Common Emittor Amplifier berbanding terbalik dengan input yang

diberikan

(15)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Naudeck, Hyat.

Electronic Circuit Analysis and Design

[2] Pengambilan data pada

Oscilloscope

dan

Funcion Generator

Lab Elektronika Dasar BB

102 D3 Teknik Elektro-ITS

[3] NEC Electronics Corporation 2004.

NPN Silicon Transistor 2SC945

[4]

Multisim Software