Pertanyaan Anda tampaknya tentang beta atau h FE . Ya, ini dapat sangat bervariasi antar bagian, bahkan dari batch produksi yang sama. Ini juga agak bervariasi dengan arus kolektor dan tegangan kolektor (menggunakan emitor sebagai referensi 0 V). Namun, untuk satu transistor, penguatannya sebenarnya bervariasi sedikit sebagai fungsi arus kolektor pada rentang yang masuk akal, dan dengan asumsi tegangan kolektor ditahan cukup tinggi.
Poin besar yang tampaknya Anda lewatkan adalah bahwa Anda tidak perlu khawatir tentang keuntungan yang sebenarnya. Sirkuit yang baik dengan transistor bipolar bekerja dengan gain minimum yang dijamin atas wilayah operasi yang dimaksud, tetapi sebaliknya berfungsi dengan baik dengan gain berada di mana saja dari sana hingga tak terbatas. Ini tidak keluar dari jalur untuk satu transistor pada titik operasi tertentu untuk mendapatkan keuntungan 10x lebih dari minimum yang dijamin oleh datasheet. Setelah memperhitungkan hal itu dalam desain sirkuit, itu benar-benar hanya langkah kecil untuk memastikan rangkaian bekerja dengan gain transistor hingga tak terhingga.
Mendesain untuk kisaran gain yang luas mungkin terdengar sulit, tetapi sebenarnya tidak. Pada dasarnya ada dua kasus. Ketika transistor digunakan sebagai saklar, maka beberapa arus basis minimum, dihitung dari keuntungan minimum yang dijamin, akan membuatnya menjadi saturasi. Jika penguatannya lebih tinggi, maka transistor hanya akan menjadi lebih jenuh pada arus basis yang sama, tetapi semua tegangan yang melewatinya dan arus yang melewatinya akan tetap hampir sama. Dengan kata lain, sisa rangkaian (kecuali untuk kasus yang tidak biasa) tidak akan dapat membedakan antara transistor didorong 2x atau 20x ke saturasi.
Ketika transistor digunakan di wilayah "linier", maka umpan balik negatif digunakan untuk mengubah keuntungan besar dan tidak terduga menjadi keuntungan yang lebih kecil tetapi terkontrol dengan baik. Ini adalah prinsip yang sama digunakan dengan opamps. Umpan balik DC dan AC mungkin berbeda, dengan pengaturan pertama titik operasi , kadang-kadang disebut sebagai bias transistor, dan yang kedua mengendalikan apa yang terjadi ketika sinyal yang diinginkan melewati sirkuit.
Ditambahkan:
Berikut adalah contoh rangkaian yang toleran terhadap berbagai gain transistor. Ini akan memperkuat sinyal audio kecil sekitar 10x, dan output akan sekitar 6 V.
Untuk mengatasinya secara manual, mungkin paling mudah untuk melakukannya secara iteratif. Mulailah dengan mengasumsikan OUT adalah 6V, dan bekerja dari sana. Karena gain tidak terbatas, tidak ada arus basis, dan tegangan basis diatur langsung oleh pembagi R1-R2 dari OUT apa pun. Pembagi memiliki gain 1/6, sehingga basisnya di 1,00 V. Minus drop BE 600 mV, yang menempatkan emitor pada 400 mV, dan arus emitor dan kolektor pada 400 μA. Jalur R1-R2 menarik 50 µA, jadi total yang ditarik dari OUT itu 450 μA, jadi drop pada R3 adalah 4,5 V, jadi OUT berada di 7,5 V. Sekarang, lanjutkan dengan perhitungan di atas lagi dengan asumsi OUT adalah 7,5 V, dan mungkin sekali lagi setelah itu. Anda akan melihat hasilnya menyatu dengan cepat.
Ini sebenarnya salah satu dari beberapa kasus yang berguna. Masalah utama dengan simulator adalah mereka memberikan jawaban yang sangat akurat dan berwibawa meskipun parameter inputnya tidak jelas. Namun, dalam kasus ini kami ingin melihat pengaruh perubahan hanya pada gain transistor, sehingga simulator dapat menangani semua pekerjaan membanting tulang bagi kami, seperti yang dilakukan di atas. Masih bermanfaat untuk menjalani proses pada paragraf sebelumnya satu kali untuk merasakan apa yang sedang terjadi, seperti yang disarankan untuk hanya melihat hasil simulasi ke 4 tempat desimal.
Dalam kasus apa pun, Anda dapat menemukan titik bias DC untuk rangkaian di atas dengan asumsi gain tak terbatas. Sekarang asumsikan gain 50 untuk transistor dan ulangi. Anda akan melihat bahwa level DC OUT hanya berubah sedikit.
Satu hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa ada dua bentuk umpan balik DC, tetapi hanya satu untuk sinyal audio AC.
Karena bagian atas R1 terhubung ke OUT, ia memberikan beberapa umpan balik DC yang membuat titik operasi lebih stabil dan kurang sensitif terhadap karakteristik transistor yang tepat. Jika OUT naik, arus ke basis Q1 naik, yang membuat lebih banyak arus kolektor, yang membuat OUT turun. Namun, jalur umpan balik ini tidak berlaku untuk sinyal audio. Impedansi yang melihat pembagi R1-R2 adalah R1 // R2 = 17 kΩ. Frekuensi rolloff filter lulus tinggi yang dibentuk oleh C1 dan 17 kΩ ini adalah 9,5 Hz. Bahkan pada 20 Hz, R1 // R2 tidak banyak dari beban pada sinyal yang datang melalui C1, dan itu menjadi lebih tidak relevan dengan frekuensi. Dengan kata lain, R1 dan R2 membantu mengatur titik bias DC, tetapi jangan menghalangi sinyal audio yang dimaksud.
Sebaliknya, R4 memberikan umpan balik negatif untuk DC dan AC. Selama gain dari transistor adalah "besar", maka arus emitor cukup dekat dengan sama dengan arus kolektor. Ini berarti tegangan apa pun yang melintasi R4 akan muncul di R3 secara proporsional dengan hambatannya. Karena R3 adalah 10x R4, sinyal di R3 akan menjadi 10x sinyal di R4. Karena bagian atas R4 berada pada 12 V, OUT adalah 12 V minus sinyal di R3, yaitu 12 V minus 10x sinyal di R4. Ini adalah bagaimana rangkaian ini mencapai penguatan AC yang cukup tetap sebesar 10 selama gain transistor secara signifikan lebih besar dari itu, seperti 50 atau lebih tinggi.
Teruskan dan simulasikan rangkaian ini sambil memvariasikan parameter transistor. Lihatlah titik operasi DC dan fungsi transfer keseluruhan dari IN ke OUT dari sinyal audio.
