PENGUAT SINYAL KECIL

Common Emmiter

PENDAHULUAN• Dalam daerah operasi aktif atau linier, transistor

berfungsi sebagai penguat yang berfungsi untuk menguatkan sinyal baik itu tegangan maupun arus

• Pada dasarnya perbedaan sinyal kecil dan sinyal • Pada dasarnya perbedaan sinyal kecil dan sinyal besar dibedakan oleh besarnya daya disipasi transistor tersebut

• Umumnya daya disipasi sinyal kecil hanya beberapa miliwatt, akan tetapi meski demikian penguat sinyal kecil umumnya mempunyai penguatan yang besar sampai ratusan kali

Konfogurasi sinyal kecil:• penguat common emitor• penguat common basis• penguat common kolektor • penguat common kolektor

Superposisi Rangkaian AC dan DC• Transistor merupakan komponen aktif yang

memerlukan bias agar transistor dapat bekerja• Bias yang diperlukan adalah tegangan dc yang akan

mencatu transistor sehingga ia beroperasi di daerah aktifaktif

• Sementara sinyal ac adalah sinyal yang akan diproses (dikuatkan) oleh trasistor

• Dengan demikian dalam setiap rangkaian penguat selalu menyertakan dua sumber yaitu : sumber ac dan dc. Sehingga dalam setiap analisa selalu menyertakan rangkaian ekivalen ac dan dc

Contoh Superposisi AC-DC

10 k

10 k 1 uF 1 uF

A

B D E

10 V 10 Vpp50 Hz 10 k 10 k

10 k 1 uF 1 uFB

C

D E

Pada Node A yang muncul hanya tegangan DC 10 V

Pada Node B yang muncul hanya tegangan AC 10 Vpp, karena teg DC nya

terblok kapasitor

Pada Node C hanya ada teganganAC <10 Vpp, karena teg DC nya

terblok kapasitor

Pada Node D terjadi superposisi teg. AC dan DC, sehingga teg AC

terangkat sebesar teg DC

Pada Node E hanya ada tegangan AC <10 Vpp, karena teg DC nya

terblok kapasitor

Rangkaian Ekivalen AC Tansistor• Rangkaian ekivalen transistor digunakan untuk

memudahkan analisa rangkaian penguat transistor

• Pada pembahasan kali ini hanya dibahas rengkaian ekivalen transistor pada frekuensi rengkaian ekivalen transistor pada frekuensi tengah (mid band frekuensi),

• Rangkaian ekivalen yang banyak digunakan dalam analisa adalah – rangkaian ekivalen T (frekuensi tengah)– rangkaian ekivalen π (frekuensi Tinggi dan rendah0– rangkaian hybrid h. (frekuensi tengah)

Rangkaian ekivalen T

B

C

E

ie

icib

B C

rb

re'

rc

αie = ie

ib

ieE

E

re'

EE

Te I

mVIVr 25' ==

Kapasitor Kopling dan Kapasitor Bypass

Kapasitor Kopling• Kapasitor kopling adalah kapasitor yang digunakan

untuk memblok atau menghilangkan sinyal dc, sehingga yang dilewatkan hanyalah sinyal ac (dikenal dengan sebutan dc blocking capasitor)

• kapasitor mempunyai reaktansi XC yang besarnya berbanding terbalik dengan frekuensi

fCXC π2

1=

Kapasitor Bypass• Kapasitor bypass adalah kapasitor yang

mem”bypass” sinyal ac sehingga resistansi yang terhubung dengan kapasitor ini menjadi yang terhubung dengan kapasitor ini menjadi rangkaian hubung singkat

• Kapasitor ini berguna untuk memperbesar gain atau penguatan transistor

Penguat Common Emitter• Dinamakan demikian karena kaki emitornya “common” (digroundkan)

bersama-sama dengan inputnya+ VCC

RCIC

OutR1

IB

IERER2

vs

CB

CC

CE

RS

Rangkaian Ekivalen AC• Langkah penggambaran rangkaian ekivalen AC common

emmiter adalah:– Hubung singkatkan seluruh kapasitor– Ganti seluruh sumber dc dengan sebuah simbol ground

Gambar 1 Gambar 2

Gambar 3 Gambar 4

• Rangkaian ekivalen AC (setara) T

Gain Amplifier

Current Gain (Penguatan Arus)• Current gain adalah factor penguatan arus

output terhadap arus input:i

in

out

iiAi =

hfeibic

iiAi

in

out === ( hfe : penguatan arus ac = βac)

Voltage Gain• Voltage gain adalah factor penguatan

tegangan output terhadap tegangan inputv

in

out

vvAv =

'''.

reR

riRi

riRi

vvAv C

ee

Ce

ee

Cc

in

out −−=−== α

1=α

Power Gain• Power gain adalah factor penguatan daya

output terhadap daya input, yang merupakan perkalian penguatan arus dan penguatan perkalian penguatan arus dan penguatan tegangan

AvAiAp .=karena Ai = hfe maka :

AvhAp fe .=

Efek Pembebanan• Amplifier biasanya digunakan untuk memberikan daya ac kepada beban• Karena beban terkopel kapasitif terhadap amplifier maka akan

mempengaruhi penguatan dari transistor + VCC

OutR1

RC

IB

IC

IERER2

vs

RL

CE

CC

CBRS

Rangkaian Ekivalen AC (setara T)+ VCC

R1

RCIC

CC

voC

αie = ie

OutR1

IB

IERER2

vs

RL

CE

CC

CBRS

E

B

ie

re'v i

vs

RS

R1//R2

RC RL

')//(

')//.(

reRLRC

iereRLRCie

vvAv

in

out −=−==

Impedansi Input• Impedansi input merupakan impedansi

penguat dilihat dari sisi input. Dari gambar di atas impedansi input adalah :atas impedansi input adalah :

)//2//1( )(basisZinRRRsZin +=')( rehZin febasis =

Multistage Amplifier• Multistage Amplifier merupakan susunan amplifier yang

disusun beberapa tingkat dengan tujuan memperbesar penguatan dari amplifier.

Swamped Amplifier• Swamped Amplifier

digunakan untuk mengurangi perubahan voltage gain akibat naiknya resistansi ac emitor

Out

+ VCC

R1

RC

IB

IC

CC

CBRSresistansi ac emitor (re’).

• Selain itu juga kenaikan re’ mengakibatkan impedansi basis (Zin(basis))

IB

IE

RE

R2

vs

CE

CBRS

rE

rEreRCAv+

−='

• Swamped amplifier memperbaiki kestabilan voltage gain karena rE>>re’, sehingga perubahan re’ tidak terlalu mempengaruhi besarnya voltage gain amplfier.besarnya voltage gain amplfier.

• re’ : besarnya dipengaruhi suhu (berbanding terbalik dengan suhu)

• sementara Zin(basis) adalah impedansi yang terlihat dari basis )'()( Efebasis rrehZin +=

Kerugian rangkaian swamping• Swamping amplifier mempunyai penguatan

yang stabil, akan tetapi mempunyai penguatan yang lebih kecil dibanding common emitor yang lebih kecil dibanding common emitor yang biasa.