COMPLETE HYBRID EQUIVALENT MODEL

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Ringkasan Materi

2. Example

3. Contoh Problem

4. Soal Pilihan Ganda

5. Komponen Rangkaian

6.Rangkaian

 

1. Ringkasan Materi [Kembali]

Model ekuivalen hibrida lengkap adalah model transistor yang memperhitungkan sifat input dan output dengan resistansi dan hambatan sinyal, serta faktor penguatan arus. Model ini dapat digunakan untuk menganalisis sirkuit yang menggunakan transistor.

Perhatikan konfigurasi umum Gambar 5.116 dengan parameter dua port yang menarik perhatian. Model ekuivalen hibrid lengkap kemudian disubstitusi pada Gambar 5.117 menggunakan parameter yang tidak menentukan jenis konfigurasi. Dengan kata lain, solusinya akan menjadi dalam hal hi, hr , hf, dan ho. Berbeda dengan analisis bagian sebelumnya dari bab ini, di sini gain arus Ai akan ditentukan terlebih dahulu karena persamaan yang dikembangkan akan terbukti berguna dalam penentuan parameter lainnya.

Current Gain, Ai = Io / Ii

 

Menerapkan hukum arus Kirchhoff ke hasil rangkaian keluaran

 

 

 Mengganti Vo = -Io RL didapatkan

 

Menulis ulang persamaan di atas, kita punya

  dan

 

sehingga

5.167

Perhatikan bahwa penguatan arus dikurangi menjadi hasil Ai = hf yang diketahui jika faktor ho RL cukup sangat kecil dibandingkan dengan 1.

 

 

Voltage Gain, Av  = Vo / Vi 

Menerapkan hukum tegangan Kirchhoff ke sirkuit input menghasilkan

   

 

Mengganti Ii = (1 + ho RL)Io /hf dari Persamaan. (5.167) dan Io = -Vo /RL dari atas menghasilkan

  Pemecahan untuk rasio Vo /Vi menghasilkan

 

Dalam kasus ini, bentuk familiar dari Av = -hf RL /hi kembali jika faktor (hiho - hfhr)RL adalah cukup kecil dibandingkan dengan hi

 

 

Input Impedance Zi =Vi/Ii  

 

Untuk rangkaian masukan

subtitusikan
 

kita punya

 karena

sehingga persamaan di atas menjadi

 

 

Pemecahan untuk rasio Vi /Ii, kita dapatkan.

 

dan subtitusikan

 

hasil 

 

 

Bentuk familiar dari Zi = hi diperoleh jika faktor penyebut kedua (hoRL) adalah cukup lebih kecil dari satu.

 

Impedansi Keluaran, Zo = Vo/Io 

 

Impedansi keluaran penguat didefinisikan sebagai rasio tegangan keluaran ke arus keluaran dengan sinyal Vs diatur ke nol. Untuk rangkaian input dengan Vs = 0,

 

subtitusikan hubungan ini ke dalam persamaan dari hasil rangkaian keluaran

 

dan 

  

Dalam hal ini, impedansi keluaran direduksi menjadi bentuk yang dikenal Zo = 1/ho untuk transistor tor ketika faktor kedua dalam penyebut cukup lebih kecil dari yang pertama. 

 

 

 2. Example [Kembali]

 A.

Untuk jaringan pada Gambar 5.118, tentukan parameter berikut menggunakan model ekuivalen hybrid lengkap dan bandingkan dengan hasil yang diperoleh dengan menggunakan model perkiraan

 

 

 

Solusi: Sekarang persamaan dasar untuk setiap kuantitas telah diturunkan, urutannya yang mereka dihitung adalah sewenang-wenang. Namun, impedansi input seringkali merupakan kuantitas yang berguna tity tahu, dan karena itu akan dihitung pertama. Hibrida emitor-umum yang lengkap rangkaian ekuivalen telah diganti dan jaringan digambar ulang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.119. A Rangkaian ekivalen Thévenin untuk bagian input pada Gambar 5.119 menghasilkan ekivalen input dari Gambar 5.120 karena ETh=Vs dan RTh Rs = 1 k ohm (hasil dari RB = 470 k ohm menjadi
jauh lebih besar dari Rs = 1 k ohm). Dalam contoh ini, RL = RC, dan Io didefinisikan sebagai arus
melalui R C seperti dalam contoh sebelumnya dari bab ini. Impedansi keluaran Zo seperti yang didefinisikan oleh Persamaan. (5.170) hanya untuk terminal transistor keluaran. Itu belum termasuk efeknya dari RC. Zo hanyalah kombinasi paralel dari Zo dan RL. Konfigurasi yang dihasilkan dari

 

Gambar 5.120 kemudian merupakan duplikat tepat dari jaringan pendefinisian Gambar 5.117, dan persamaan turunan di atas dapat diterapkan.

 

B.

Untuk penguat basis-bersama pada Gambar 5.121, tentukan berikut ini parameter menggunakan model ekuivalen hibrid lengkap dan bandingkan hasilnya dengan itu diperoleh dengan menggunakan model perkiraan.

Solusi: Parameter hibrid basis-bersama diturunkan dari emitor-bersama parameter menggunakan persamaan perkiraan Lampiran B:

Mensubstitusi rangkaian ekuivalen hibrid basis-umum ke dalam jaringan pada Gambar 5.121
menghasilkan jaringan ekuivalen sinyal kecil pada Gambar 5.122. Jaringan Thevenin untuk
rangkaian input menghasilkan RTh = 3 k ohm II 1 k ohm = 0,75 k ohm untuk Rs dalam persamaan untuk Zo.

 

 

  

 

3.Contoh Problem [Kembali] 

 

• Sebuah transistor memiliki hfe (β) sebesar 100, resistansi emitter sebesar 10 ohm, resistansi basis sebesar 1 kohm, dan resistansi kolektor sebesar 1 kohm. Hitunglah transkonduktansi dari transistor tersebut dengan menggunakan model ekuivalen hibrida lengkap?

Jawaban: Diketahui: β = 100, Re = 10 ohm, Rb = 1 kohm, Rc = 1 kohm

Transkonduktansi (gm) dapat dihitung dengan rumus: gm = β / (Re + (1 + β) * Rb)

Substitusi nilai yang diberikan: gm = 100 / (10 + (1 + 100) * 1000) gm = 0.098 S (Siemens)

Jadi, transkonduktansi dari transistor tersebut adalah 0.098 S.

 

• Sebuah transistor memiliki resistansi emitter sebesar 10 ohm, resistansi basis sebesar 1 kohm, dan resistansi kolektor sebesar 1 kohm. Jika tegangan basis-emitter (Vbe) adalah 0,7 V dan arus kolektor (Ic) adalah 1 mA, hitung tegangan kolektor-emitter (Vce) dengan menggunakan model ekuivalen hibrida lengkap?

Jawaban: Diketahui: Re = 10 ohm, Rb = 1 kohm, Rc = 1 kohm, Vbe = 0,7 V, Ic = 1 mA

Dalam model ekuivalen hibrida lengkap, hubungan antara Ic dan Vce dapat dinyatakan sebagai: Ic = gmvbe + (1 + gmr) * (Vcc - Vce) / Rc

dengan gmr = (β / (Re + (1 + β) * Rb))

Pertama-tama, hitung nilai gmr: gmr = β / (Re + (1 + β) * Rb) = 0,1 S

Substitusi nilai yang diberikan: 1 mA = 0,1 S * Vbe + (1 + 0,1 S) * (Vcc - Vce) / 1 kohm

Vcc - Vce = (1 mA - 0,1 S * Vbe) * 1 kohm / (1 + 0,1 S) = 9,3 V

Jadi, tegangan kolektor-emitter (Vce) adalah Vcc - 9,3 V = Vcc - (Ic * Rc) = Vcc - 1 V = 4 V (jika Vcc = 5 V).

 

• Sebuah transistor memiliki hfe (β) sebesar 100, resistansi emitter sebesar 10 ohm, resistansi basis sebesar 1 kohm, dan resistansi kolektor sebesar 2 kohm. Jika tegangan basis-emitter (Vbe) adalah 0,7 V, hitung arus kolektor (Ic) dengan menggunakan model ekuivalen hibrida lengkap?

Jawaban: Diketahui: β = 100, Re = 10 ohm, Rb = 1 kohm, Rc = 2 kohm, Vbe = 0,7 V

Dalam model ekuivalen hibrida lengkap, hubungan antara Ic dan Vbe dapat dinyatakan sebagai: Ic = gmvbe + (1 + gmr) * (Vcc - Vce) / Rc

dengan gmr = (β / (Re + (1 + β) * Rb))

Pertama-tama, hitung nilai gmr: gmr = β / (Re + (1 + β) * Rb) = 0,09 S

Substitusi nilai yang diberikan: Ic = 0,09 S * 0,7 V = 0,063 A = 63 mA

Jadi, arus kolektor (Ic) adalah 63 mA.

 

 

4.Soal Pilihan Ganda [Kembali] 

• Sebuah transistor memiliki hfe (β) sebesar 50, resistansi emitter sebesar 15 ohm, resistansi basis sebesar 1 kohm, dan resistansi kolektor sebesar 2 kohm. Jika tegangan basis-emitter (Vbe) adalah 0,7 V dan tegangan kolektor-emitter (Vce) adalah 5 V, maka berapa nilai arus kolektor (Ic)?

A. 2,25 mA 

B. 3 mA 

C. 4,5 mA 

D. 6 mA 

E. 7,5 mA

Jawaban: Dalam model ekuivalen hibrida lengkap, hubungan antara Ic dan Vbe dapat dinyatakan sebagai: Ic = gmvbe + (1 + gmr) * (Vcc - Vce) / Rc

dengan gmr = (β / (Re + (1 + β) * Rb))

Pertama-tama, hitung nilai gmr: gmr = β / (Re + (1 + β) * Rb) = 0,0468 S

Substitusi nilai yang diberikan: Ic = 0,0468 S * 0,7 V + (1 + 0,0468 S) * (Vcc - 5 V) / 2 kohm

Jika diasumsikan bahwa tegangan sumber (Vcc) adalah 10 V, maka persamaan tersebut dapat disederhanakan menjadi: Ic = 2,25 mA

Sehingga, jawaban yang benar adalah A. 2,25 mA.

 

• Apa yang dimaksud dengan Complete Hybrid Equivalent Model pada transistor?

A. Model yang menggambarkan karakteristik input dan output transistor. B. Model yang menggambarkan karakteristik input transistor saja. C. Model yang menggambarkan karakteristik output transistor saja. D. Model yang hanya menggambarkan karakteristik internal transistor. E. Model yang tidak digunakan dalam analisis transistor.

Jawaban: A. Model yang menggambarkan karakteristik input dan output transistor. Complete Hybrid Equivalent Model (model ekuivalen hibrida lengkap) adalah model transistor yang menggambarkan karakteristik input dan output dalam satu model. Model ini terdiri dari resistor dan sumber arus/voltase yang merepresentasikan sirkuit input dan output, serta hibrida-parameter transistor yang menggambarkan karakteristik internal transistor. Model ini digunakan dalam analisis transistor untuk menghitung tegangan, arus, dan daya dalam sirkuit transistor.

 

 

• Apa yang dimaksud dengan hibrida-parameter transistor pada Complete Hybrid Equivalent Model?

A. Parameter yang menggambarkan karakteristik input transistor. B. Parameter yang menggambarkan karakteristik output transistor. C. Parameter yang menggambarkan karakteristik internal transistor. D. Parameter yang hanya digunakan pada transistor tipe NPN. E. Parameter yang tidak digunakan dalam analisis transistor.

Jawaban: C. Parameter yang menggambarkan karakteristik internal transistor. Hibrida-parameter transistor adalah parameter yang digunakan untuk menggambarkan karakteristik internal transistor dalam model ekuivalen hibrida lengkap (Complete Hybrid Equivalent Model). Parameter ini terdiri dari empat nilai: h11, h12, h21, dan h22, yang merepresentasikan pengaruh arus input terhadap tegangan input, pengaruh tegangan input terhadap arus output, pengaruh arus input terhadap arus output, dan pengaruh tegangan output terhadap arus output, secara berturut-turut. Parameter ini diperoleh melalui pengukuran atau simulasi transistor.

5.Komponen Rangkaian [Kembali]  

Komponen yang digunakan dalam Complete Hybrid Equivalent Model adalah sebagai berikut:

1. Transistor: merupakan komponen dasar dari model ini dan terdiri dari tiga terminal, yaitu emitter, base, dan collector.

2. Resistansi internal transistor: resistansi internal transistor biasanya diabaikan pada model transistor yang lebih sederhana, tetapi pada Complete Hybrid Equivalent Model, resistansi ini dimasukkan sebagai komponen model.

3. Resistor eksternal: resistor eksternal dapat ditambahkan pada rangkaian untuk memberikan polarisasi pada transistor.

4. Sumber tegangan: sumber tegangan dapat diberikan pada rangkaian untuk memberikan sinyal input.

5. Sumber arus: sumber arus dapat diberikan pada rangkaian untuk memberikan sinyal input.

6. Kapasitor: kapasitor dapat digunakan untuk memblokir arus DC dan melewatkan sinyal AC ke transistor.

7. Induktor: induktor dapat digunakan untuk menghalangi arus DC dan melewatkan sinyal AC ke transistor.

8. Transformer: transformer dapat digunakan untuk mengubah impedansi antara sumber dan beban pada rangkaian.

6.Rangkaian [Kembali]

Program 1 

Program 2

download program 1

download program 2

 

Download datasheet resistor [klik]

Download datasheet transistor NPN [klik]