Analisis Garis Beban di Sirkuit BJT

Sejauh ini kami telah mempelajari analisis BJT yang bergantung pada tingkat β atas kesesuaiannya titik operasi (titik-Q) . Dalam diskusi ini kita akan memeriksa bagaimana kondisi rangkaian tertentu dapat membantu dalam menentukan kemungkinan kisaran titik operasi atau titik-Q dan dalam menetapkan titik-Q yang sebenarnya.

Apa itu Analisis Garis Beban

Dalam sistem elektronik apa pun, beban yang diterapkan pada perangkat semikonduktor umumnya akan menghasilkan dampak yang signifikan pada titik operasi atau wilayah pengoperasian perangkat.

Jika analisis dilakukan melalui gambar grafik, kita akan dapat menggambar garis lurus melintasi karakteristik perangkat untuk menetapkan beban yang diterapkan. Perpotongan garis beban dengan karakteristik perangkat dapat digunakan untuk menentukan titik operasi atau Q-point perangkat. Analisis semacam ini, untuk alasan yang jelas, dikenal sebagai analisis garis beban.

Bagaimana Menerapkan Analisis Garis Beban

Rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar 4.11 (a) berikut menentukan persamaan keluaran yang memberikan hubungan antara variabel IC dan VCE seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

VCE = VCC - ICRC (4,12)

Secara bergantian, karakteristik keluaran transistor seperti yang ditunjukkan pada diagram (b) di atas juga memberikan hubungan antara kedua variabel IC dan VCE.

Ini pada dasarnya membantu kita untuk mendapatkan persamaan berbasis diagram sirkuit dan berbagai karakteristik melalui representasi grafis yang bekerja dengan variabel serupa.

Hasil umum dari keduanya ditetapkan ketika batasan yang ditentukan oleh mereka dipenuhi secara bersamaan.

Alternatifnya, hal ini dapat dipahami sebagai solusi yang dicapai dari dua persamaan bersamaan, di mana satu disiapkan dengan bantuan diagram rangkaian, sedangkan yang lain dari karakteristik lembar data BJT.

Pada Gambar 4.11b kita dapat melihat karakteristik IC vs VCE dari BJT, jadi sekarang kita dapat menempatkan garis lurus yang dijelaskan oleh Persamaan (4.12) di atas karakteristik.

Metode yang paling mudah untuk menelusuri Persamaan (4.12) di atas karakteristik dapat dilakukan dengan aturan yang menyatakan bahwa setiap garis lurus ditentukan oleh dua titik yang berbeda.

Dengan memilih IC = 0mA, kita temukan sumbu horizontal menjadi garis dimana salah satu titik mengambil posisinya.

Juga dengan mengganti IC = 0mA di Persamaan (4.12) kita dapatkan:

Ini menentukan salah satu titik untuk garis lurus, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.12 di bawah ini:

Sekarang jika kita memilih VCE = 0V, ini mengatur sumbu vertikal sebagai garis di mana titik kedua kita mengambil posisinya. Dengan situasi ini, sekarang kita dapat menemukan bahwa IC dapat dievaluasi dengan persamaan berikut.

yang dapat disaksikan dengan jelas pada Gambar 4.12.

Dengan menghubungkan dua titik seperti yang ditentukan oleh Persamaan. (4.13) dan (4.14), garis lurus yang ditetapkan oleh Persamaan 4.12 bisa ditarik.

Garis ini seperti yang terlihat pada grafik Gambar 4.12 dikenali sebagai garis beban karena dicirikan oleh resistor beban RC.

Dengan menyelesaikan level IB yang ditetapkan, poin-Q yang sebenarnya dapat diperbaiki seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.12

Jika kita memvariasikan besarnya IB dengan memvariasikan nilai RB, kita menemukan titik-Q bergeser ke atas atau ke bawah melintasi garis beban seperti yang digambarkan pada Gambar 4.13.

Jika kita mempertahankan VCC konstan, dan hanya mengubah nilai RC, kita menemukan pergeseran garis beban seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.14.

Jika kita menjaga IB konstan, kita menemukan titik-Q mengubah posisinya seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.14 yang sama. Dan jika kita menjaga RC konstan, dan hanya memvariasikan VCC, kita melihat garis beban bergerak seperti yang digambarkan pada Gambar 4.15

Memecahkan Contoh Analisis Garis Beban Praktis

Referensi: https://en.wikipedia.org/wiki/Load_line_(electronics)