2. Pemindah Level
CURRENT - 2. Pemindah Level
SEBELUMNYA- 1. Amplifier diferensial
Pemindah Level
Bahkan jika input ke amplifier memiliki nilai rata-rata nol volt, output sering memiliki tegangan rata-rata tidak nol karena efek bias. Ini dc tegangan dapat menyebabkan offset yang tidak diinginkan yang berdampak buruk pada pengoperasian sistem.
Karena op-amp adalah multi-stage dc penguat dengan gain tinggi, tidak diinginkan dc tegangan bisa menjadi sumber kekhawatiran. Offset kecil pada tahap awal dapat memenuhi tahap selanjutnya.
Pemindah level adalah amplifier yang menambah atau mengurangi tegangan yang diketahui dari input untuk mengimbangi dc mengimbangi tegangan. Op-amp memiliki level shifters yang termasuk dalam desainnya.
Gambar 7 menggambarkan level shifter sederhana. Kami menunjukkan bahwa shifter ini bertindak sebagai penguat gain unit ac sambil memberikan yang bisa disesuaikan dc output.
Kami memulai analisis dengan menggunakan KVL dalam loop input Gambar 7 (a) dan membiarkan vin = 0 untuk mendapatkan
(34)
Sekarang sejak
(35)
kami memecahkan untuk dc nilai tegangan output, Vdi luar.
(36)
Persamaan (36) menunjukkan bahwa dengan memvariasikan RE, Vdi luar dapat diatur ke yang diinginkan dc level (terbatas hingga maksimal VBB-VBE). Sejak VBB adalah dc level yang didapat dari tahap sebelumnya, amplifier ini digunakan untuk menggeser level ke bawah (ke nilai yang lebih rendah). Jika ke atas pergeseran diperlukan, sirkuit serupa digunakan tetapi pnp transistor diganti untuk npn transistor. Sirkuit lengkap dengan sumber arus aktif ditunjukkan pada Gambar 7 (b).
Gambar 7– Level shifter
Kami sekarang memeriksa sirkuit dengan ac sinyal diterapkan. Gambar 7 (c) menggambarkan ac sirkuit setara. Catat itu β2ib2 adalah arus kolektor dalam sumber arus aktif, dan kami menganggapnya sebagai konstanta. Karena ac nilai arus adalah nol, sumber arus ini digantikan oleh rangkaian terbuka. Kami menulis ac persamaan menggunakan KVL.
(37)
dan
(38)
Rasio dari ac output ke ac inputnya adalah
(39)
Persamaan (39) menunjukkan bahwa sebagai ro2 menjadi besar, rasio output terhadap input mendekati kesatuan dan level shifter bertindak seperti pengikut emitor ac. Ini adalah hasil yang diinginkan.
Contoh
Dua amplifier CE yang dipasangkan langsung ditempatkan secara seri untuk mendapatkan penguatan tegangan yang diinginkan. Desain shifter level yang akan ditempatkan di antara dua amplifier CE untuk memberikan a dc tegangan cukup rendah untuk mencegah penguat CE kedua jenuh. Lakukan ini dengan memberikan bias 1 V ke tahap kedua. Tegangan kolektor, VC, dari amplifier pertama adalah 4 V, dan RC penguat itu adalah 1 kΩ. Desain level shifter untuk memiliki IC 1 mA menggunakan a 
Sumber Daya listrik. Gunakan sumber arus dari jenis yang ditunjukkan pada Gambar 3 (Lihat bab: Penguat diferensial 1.3) dengan transistor yang memiliki β = 100, VBE(S) = 0.7 V, dan VON = 0.7 V.
Larutan: Level shifter ditunjukkan pada Gambar 7 (b). Kita perlu menemukan nilai-nilai RE, R1, R2, dan R 'E. Sejak amplifier pertama memiliki VC dari 4 V, nilai dari VBB untuk Persamaan (36) adalah 4 V, sedangkan RB rumus itu adalah 1 kΩ. Perhatikan ini menggunakan sirkuit setara Thevenin dari amplifier sebelumnya. Persamaan (36) kemudian menghasilkan,
Mengatur titik operasi transistor sumber arus di tengah dc garis beban, yang kita miliki
dan
Tegangan melintasi R 'E adalah 5.5 V. Lalu
Kita sekarang tahu voltase melintas R1 dan R2 dan resistensi paralel. Ini menghasilkan dua persamaan, di mana kita mengasumsikan bahwa arus basis pada transistor yang lebih rendah pada Gambar 9.7 (b) dapat diabaikan.
dan
Karena itu desainnya lengkap.
APLIKASI
Selain itu, Anda dapat melakukan perhitungan ini dengan simulator rangkaian TINA atau TINACloud, menggunakan alat Interpreter mereka dengan mengklik tautan di bawah ini.