Model-model transistor yang telah dibahas akan digunakan untuk melakukan analisis AC sinyal kecil pada beberapa konfigurasi rangkaian transistor standar. Beberapa rangkaian yang akan dianalisis mewakili sebagian besar rangkaian yang digunakan dalam praktik. Modifikasi dari konfigurasi rangkaian transistor standar akan relatif mudah untuk dianalisis setelah konfigurasi standar dibahas dan dipahami. Untuk setiap konfigurasi, efek impedansi keluaran juga akan dihitung.

Konfigurasi pertama yang akan dianalisis secara rinci adalah rangkaian common-emitter fixed-bias pada Gambar 5.20. Perhatikan bahwa sinyal masukan V_i diterapkan pada terminal basis transistor, sedangkan sinyal keluaran Vo berasal dari kolektor. Selain itu, perlu diakui bahwa arus masukan I_i bukan arus basis melainkan arus sumber dan arus keluaran I_o adalah arus kolektor. Analisis AC sinyal kecil dimulai dengan menghilangkan efek DC dari V_CC dan mengganti kapasitor DC C₁ dan C₂ dengan ekivalen short-circuit sehingga menghasilkan rangkaian pada Gambar 5.21.

Perhatikan pada Gambar 5.21 bahwa dengan adanya ground bersama (common ground) antara sumber DC dan terminal emitter transistor mengakibatkan pemindahan R_B dan R_C secara paralel dengan bagian masukan dan keluaran transistor. Selain itu, perhatikan penempatan parameter penting Z_i, Z_o, I_i, dan I_o pada rangkaian yang digambar ulang. Adapun model re untuk konfigurasi common-emitter pada Gambar 5.21 menghasilkan rangkaian pada Gambar 5.22.

Langkah selanjutnya adalah menentukan nilai 𝛽, re, dan ro. Besarnya 𝛽 biasanya diperoleh dari datasheet atau dengan pengukuran langsung menggunakan alat pengujian transistor. Nilai r_e harus ditentukan dari analisis DC, dan nilai ro biasanya diperoleh dari datasheet atau kurva karakteristik. Dengan asumsi bahwa 𝛽, re, dan ro telah ditentukan maka akan dihasilkan persamaan berikut pada karakteristik sistem dua terminal (two-port) [3].

[3] "two-port" mengacu pada representasi sistem elektronik yang terdiri dari dua terminal input dan dua terminal output. Dalam analisis sinyal kecil, pendekatan two-port digunakan untuk menggambarkan hubungan antara sinyal input dan output dalam sistem tersebut. Dalam hal ini, dua-port mengacu pada transistor dalam konfigurasi tertentu, di mana input dan output terhubung melalui empat terminal yang terpisah. Analisis two-port memungkinkan karakteristik sistem yang penting, seperti impedansi input dan output, dinyatakan dalam bentuk persamaan dan parameter yang dapat digunakan untuk menganalisis respons sistem terhadap sinyal input.

Z_i pada Gambar 5.22 menunjukkan bahwa

Sebagian besar kondisi, nilai R_B lebih besar dari 𝛽r_e (lebih dari 10 kali lipat). Ingat analisis elemen-elemen paralel bahwa total resistansi dari dua resistor paralel selalu lebih kecil daripada resistor yang terkecil dan sangat dekat dengan yang terkecil jika salah satu lebih besar daripada yang lain. Hal ini memungkinkan melakukan pendekatan sebagai berikut:

Z_o adalah impedansi output pada suatu sistem, yang didefinisikan sebagai impedansi Z_o saat V_i = 0. Pada Gambar 5.22, ketika V_i = 0, I_i = I_b = 0 maka sumber arus menjadi ekivalen rangkaian terbuka (open circuit). Hasilnya adalah konfigurasi pada Gambar 5.23. Kita mendapatkan:

Perhatikan tidak adanya 𝛽 secara eksplisit pada Persamaan (5.9) dan (5.10), meskipun seperti yang telah diketahui bahwa 𝛽 harus digunakan untuk menentukan r_e.

Hubungan Fase, Tanda negatif pada persamaan yang dihasilkan A_v menunjukkan bahwa terjadi pergeseran fase sebesar 180° antara sinyal masukan dan keluaran, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.24. Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa 𝛽I_b menentukan arus yang melewati R_C sehingga akan menghasilkan tegangan pada R_C, kebalikan dari V_o.

EXAMPLE 5.1

For the network of Fig. 5.25 :

.

Video Tutorial:

.