Konfigurasi Rangkaian Transistor

Pada artikel ini kita akan membahas konfigurasi rangkaian transistor. Kita tahu, transistor merapakan perangkat yang memiliki 3 buah terminal output. Karena itu terdapat 3 macam konfigurasi transistor ketika digunakan pada rangkaian elektronika.

Ketika membuat proyek rangkaian elektronika yang melibatkan transistor sebagai komponen utamanya, kita membutuhkan 4 buah terminal sebagai jalur input dan ouput rangkaian. Dua terminal untuk input dan dua terminal lagi sebagai outputnya.

Karena transistor hanya memiliki 3 buah terminal, maka salah satu terminal transistor digunakan sebagai ground (dibumikan) sehingga dapat dipakai untuk jalur input dan output.

Jenis konfigurasi rangkaian transistor

Seperti yang dijelaskan sebelumnya, agar dapat memenuhi kebutuhan jalur input dan output, maka salah satu terminal transistor harus dibuat sebagai ground. Sehingga dapat digunakan untuk pasangan input dan output.

Terdapat 3 macam konfigurasi transistor pada rangkaian berkaitan dengan pembumian salah satu terminal transistor :

1. Common Base
2. Common Collector
3. Commpn Emitter

Selanjutnya kita akan membahas karakteristik dari masing masing konfigurasi rangkaian transistor tersebut :

1. Common base

Pada konfigurasi rangkaian ini, basis transistor akan dibumikan atau dihubungkan ke ground, sehingga dapat digunakan sebagai input dan output. Input dimasukkan melalui terminal basis dan emitor, sementara output diambil dari terminal kolektor dan basis.

Parameter tergangan dan arus input yang dihasilkan oleh jenis rangkaian ini adalah V_EB dan  I_E. Sedangkan untuk bagian outputnya adalah V_CB dan I_C .  Arus input yang mengalir ke terminal emitor harus lebih besar daripada arus basis dan arus kolektor untuk mengoperasikan transistor. Karena itu arus kolektor lebih kecil dari arus input emitor.

Besar penguatan arus untuk jenis konfigurasi ini biasanya sama atau kurang dari satu. Sinyal input dan output berada dalam satu fasa yang sama.

Model rangkaian konfigurasi seperti ini disebut sebagai sistem rangkaian transistor penguat non-inverting. Konstruksi rangkaian konfigurasi ini sulit untuk dibuat karena memiliki nilai gain tegangan yang tinggi.

Karakteristik input dari konfigurasi ini seperti karakteristik dioda foto yang diterangi cahaya. Sedangkan karakteristik output seperti dioda bias maju. Rangkaian transistor ini memiliki impedansi keluaran yang tinggi dan impedansi masukan yang rendah. 

Sementara itu pada karakteristik penguatan, mempunyai nilai resistansi yang tinggi. Dimana perbandingan resistansi output terhadap input tinggi. Nilai penguatan untuk jenis rangkaian common base dirumuskan seperti dibawah ini :

A_v = \frac{V_{output}}{V_{input}} = \frac{(I_C\times R_L)}{I_E\times R_{input}}

Sementara penguatan arus dihitung dengan rumus :

\frac{I_{output}}{I_{input}} = \frac{I_C}{I_E}

Rangkaian common base biasanya dipakai pada sistem penguat satu tingkat, seperti pada rangkaian pre amp microphone atau pada penguat RF depan. Bentuk rangkian transistor common base diperlihatkan pada gambar di bawah ini :

2. Common collector

Pada konfigurasi transistor ini menggunakan terminal kolektor sebagai jalur untuk sinyal input dan output. Konfigurasi ini disebut juga konfigurasi emitter follower karena tegangan emitor mengikuti tegangan basis. Konfigurasi ini sering digunakan sebagai penguat pada tingkat buffer. Selain itu banyak juga digunakan pada sirkuit pencocokan impedansi karena mempunyai impedansi masukan yang tinggi.

Sinyal input dimasukkan antara terminal basis-kolektor sedangkan output diambil dari terminal emitor-kolektor. Di sini parameter input adalah V_BC dan I_B dan parameter output adalah V_EC dan I_E. 

Konfigurasi common collector memiliki impedansi input tinggi dan impedansi output rendah. Sinyal input dan output berada dalam satu fase. Arus emitor sama dengan jumlah arus kolektor dan arus basis. Besar penguatan arus untuk rangkaian transistor common collector adalah :

\frac{I_{output}}{I_{input}} = \frac{I_E}{I_B}

Rangkaian transistor dengan kolektor dibumikan ditunjukkan pada gambar rangkaian di bawah ini. Konfigurasi common collector ini termasuk ke dalam jenis rangkaian penguat non inverting. Penguatan tegangan untuk rangkaian ini kurang dari satu, namun memiliki penguatan arus yang besar karena resistor beban di rangkaian ini menerima arus dari kolektor dan basis.

3. Common emitter

Pada konfigurasi ini kami menggunakan terminal emitor sebagai jalur ground untuk input dan output. Konfigurasi common emitter termasuk ke dalam sistem rangkaian penguat inverting atau pembalik fasa. Input diterapkan antara terminal basis-emitor sementara output diambil antara terminal kolektor dan emitor. Pada konfigurasi ini parameter inputnya adalah V _BE dan I _B dan parameter outputnya adalah V _CE dan I _C .

Jenis konfigurasi rangkaian ini banyak digunakan dalam sirkuit penguat transistor. Arus emitor sama dengan jumlah arus basis kecil dan arus kolektor besar. Atau dirumuskan sebagai :

I _E  = I _C + I _B . 

Kita tahu bahwa pernbandingan antara arus kolektor dan arus emitor menghasilkan penguatan arus alfa dalam konfigurasi Common Base. Demikian pula rasio antara arus kolektor dan arus basis menghasilkan penguatan arus beta dalam konfigurasi rangkaian ini.

\alpha = \frac{I_C}{I_E} \\ \beta = \frac{I_C}{I_B} \\ I_C = \alpha I_E= I_B

Bentuk rangkaian konfigurasi transistor ini paling banyak digunakan diantara ketiga sistem rangkaian transistor . Ini memiliki nilai impedansi input dan output sedang. Sistem rangkaian ini memiliki penguatan arus dan tegangan menengah. Tetapi sinyal output memiliki pergeseran fasa 180°, yaitu input dan output mempunyai fasa yang berlawanan.

Berikut ini contoh bentuk konfigurasi transistor common emitter :