Penguat Amplifier Common Base
Penguat Amplifier Common Base adalah jenis lain dari Transistor Junction Bipolar (BJT), konfigurasi di mana terminal base (dasar) dari transistor adalah terminal common (umum) untuk kedua input dan sinyal output, maka namanya common base (CB).
Konfigurasi common base kurang umum sebagai penguat dibandingkan dengan konfigurasi common emitter, (CE) atau common collector (CC) yang lebih populer tetapi masih digunakan karena karakteristik input/output yang unik. Untuk konfigurasi common base untuk beroperasi sebagai penguat, sinyal input diterapkan ke terminal emitter dan output diambil dari terminal collector.
Dengan demikian arus emitter juga merupakan arus input, dan arus collector juga merupakan arus output, tetapi karena transistor adalah perangkat tiga lapis, dua pn-junction, ia harus dibiaskan dengan benar agar dapat berfungsi sebagai penguat common base. Itu adalah persimpangan base-emitter yang bias maju.
Pertimbangkan konfigurasi dasar amplifier common base di bawah ini.
Penguat Amplifier Common Base menggunakan Transistor NPN
Kemudian kita dapat melihat dari konfigurasi dasar common base bahwa variabel input berhubungan dengan arus emitter IE dan tegangan base-emitter, VBE, sedangkan variabel output berhubungan dengan arus collector IC dan tegangan base collector, VCB.
Sejak saat emitter, IE juga arus input, setiap perubahan arus input akan membuat perubahan yang sesuai dalam arus collector, IC. Untuk konfigurasi penguat common base, arus gain, Ai diberikan sebagai iOUT / iIN yang itu sendiri ditentukan dengan rumus IC/ IE. Arus gain untuk konfigurasi CB disebut Alpha, ( α ).
Dalam penguat BJT, arus emitter selalu lebih besar daripada arus collector karena IE = IB + IC, oleh karena itu arus gain ( α ) dari penguat harus kurang dari satu (unity) karena IC selalu kurang dari IE dengan nilai IB. Dengan demikian penguat common base melemahkan arus, dengan nilai-nilai khas alpha berkisar antara 0.980 hingga 0.995.
Hubungan listrik antara ketiga arus transistor dapat ditunjukkan untuk memberikan ekspresi untuk alpha, α dan Beta, β seperti yang ditunjukkan.
Penguatan Arus Gain Common Base
Oleh karena itu jika nilai Beta dari bipolar junction transistor standar adalah 100, maka nilai Alpha akan diberikan sebagai: 100/101 = 0,99.
Penguatan Tegangan Gain Common Base
Karena penguat common base tidak dapat beroperasi sebagai penguat arus (Ai ≅ 1), maka penguat base harus memiliki kemampuan untuk beroperasi sebagai penguat tegangan. Gain tegangan untuk penguat common base adalah rasio VOUT/VIN, yaitu tegangan collector VC dengan tegangan emitter VE. Dengan kata lain, VOUT = VC dan VDI = VE.
Sebagai tegangan output VOUT dikembangkan di seluruh resistansi collector, RC, tegangan output harus karena itu menjadi fungsi dari IC dari Hukum Ohm, VRC = IC*RC. Jadi setiap perubahan IE akan memiliki perubahan yang sesuai pada IC. Maka kita dapat mengatakan untuk konfigurasi penguat amplifier common base bahwa:
Karena IC/ IE adalah alpha, kami dapat menyajikan penguatan tegangan amplifier sebagai:
Oleh karena itu kenaikan tegangan kurang lebih sama dengan rasio resistansi collector terhadap resistansi emitter. Namun, ada persimpangan pn-dioda tunggal dalam bipolar junction transistor antara terminal dasar dan terminal emitter sehingga menimbulkan apa yang disebut transistor resistansi emitter dinamis, r’e .
Untuk sinyal input AC, junction dioda emitter memiliki resistansi sinyal kecil yang efektif yang diberikan oleh: r’e = 25mV /IE, di mana 25mV adalah tegangan panas dari pn-junction dan IE adalah arus emitter. Jadi saat arus yang mengalir melalui emitter meningkat, resistansi emitter akan berkurang dengan jumlah yang proporsional.
Beberapa arus input mengalir melalui base-emitter persimpangan resistansi internal ini untuk base serta melalui resistor emitter terhubung secara eksternal, RE. Untuk analisis sinyal kecil dua resistansi ini terhubung secara paralel satu sama lain.
Karena nilai r’e sangat kecil, dan RE umumnya jauh lebih besar, biasanya dalam kisaran kilohms (kΩ), besarnya kenaikan tegangan amplifier berubah secara dinamis dengan berbagai tingkat arus emitter. Jadi jika RE ≫ r’e maka penguatan tegangan sebenarnya dari penguat common base adalah:
Karena gain arus kira-kira sama dengan satu seperti IC ≅ IE, maka persamaan gain tegangan disederhanakan menjadi:
Jadi jika misalnya, 1mA arus mengalir melalui persimpangan base emitter, impedansi dinamisnya adalah 25mV/1mA = 25Ω. Gain volt, AV untuk resistansi beban collector 10kΩ adalah: 10.000/25 = 400, dan semakin banyak arus yang mengalir melalui persimpangan, semakin rendah resistansi dinamis dan semakin tinggi gain tegangan.
Demikian juga, semakin tinggi nilai resistansi beban, semakin besar gain tegangan amplifier. Namun, rangkaian common base penguat praktis tidak mungkin untuk menggunakan resistor beban lebih besar dari sekitar 20kΩ dengan nilai-nilai khas dari berbagai gain tegangan dari sekitar 100 sampai 2000 tergantung pada nilai RC. Perhatikan bahwa penguatan daya amplifier hampir sama dengan kenaikan tegangannya.
Karena penguatan tegangan dari penguat common base tergantung pada rasio dua nilai resistif, maka dari itu tidak ada inversi fasa antara emitter dan collector. Jadi bentuk gelombang input dan output “dalam-fasa” dengan satu sama lain menunjukkan bahwa penguat common base adalah konfigurasi penguat non-inverting.
Gain Resistansi Amplifier Common Collector
Salah satu karakteristik menarik dari rangkaian penguat common base adalah rasio impedansi input dan outputnya sehingga menimbulkan apa yang dikenal sebagai Penguat Resistansi, sifat dasar yang memungkinkan amplifikasi. Kita telah melihat di atas bahwa input terhubung ke emitter dan output diambil dari collector.
Antara input dan terminal ground ada dua jalur resistif paralel yang mungkin. Satu melalui resistansi emitter, RE ke ground dan lainnya melalui r’e dan terminal dasar ke ground. Jadi kita dapat mengatakan melihat ke emitter dengan basis beralasan bahwa: ZIN = RE || r’e.
