unit vi

Q

IC

VCE

I

PENDAHULUAN

Pada bidang elektronika, tentunya banyak piranti-piranti elektronika yang digunakan dalam kehidupan sehati-hari yang tanpa sadar kita gunakan walaupun tidak secara langsung. Piranti tersebut merupakan sebuah penguat atau amplifier yang dapat diaplikasikan dalam berbagai hal, yaitu sebagai penguat gelombang suara (audio amplifier), penguat tegangan, penguat arus dan penguat daya. Terdapat beberapa jenis penguat daya yang diklasifikasikan berdasrkan titik kerja (titik Q) yaitu pada garis beban yang menggambarkan keadaan transistor saat tidak ada sinyal masukan. Menurut titik kerjanya penguat diklasifikasikan menjadi penguat kelas A, B, AB, C dan penguat kelas lainnya.

Penguat Kelas A

Dalam penguat daya, transistor harus berada dalam daerah aktif untuk seluruh siklus AC. Dalam hubungannya dengan garis beban AC, operasi kelas A berarti tidak ada pengguntingan yang terjadi pada salah satu ujung dari garis beban. Jika terjadi pengguntingan, operasi tersebut tidak lagi disebut operasi kelas A. Dalam penguat kelas A, tempat yang terbaik untuk menempatkan titik Q adalah di pusat garis beban AC. Dengan ini, maka penguat kelas ini akan memiliki sinyal keluaran yang paling baik diantara penguat jenis lainnya, namun penguat ini memiliki kelemahan dimana efisiensinya paling rendah karena banyaknya daya yang terdisipasi pada transistor tersebut.

Disipasi daya tertinggi terjadi saat tidak ada sinyal masukan. Besarnya disipasi daya pada transistor dirumuskan:

PDis=V CE × I C

Daya keluaran maksimum dapat dicari dari persamaan :

V o max=V CC

2√2sehingga

1

IC

QVCE

Penguat Kelas B

Penguat kelas B merupakan jenis penguat dengan letak titik Q di titik cut off garis beban. Kelemahannya yaitu adanya cacat penyeberangan (crossover distortion) yang terjadi karena adanya tegangan bias pada dioda basis emitor. Sehingga saat sinyal masukan belum bernilai sebesar tegangan ON dari dioda basis emitor maka tidak akan ada sinyal keluaran. Karena letak titik Q penguat kelas B di titik cut-off maka untuk satu transistor hanya bisa menguatkan setengah siklus dari sinyal masukan. Sehingga untuk penguat kelas B digunakan konfigurasi Push-pull dimana dua transistor akan bergantian bekerja menguatkan masing-masing setengah siklus sinyal masukan.

Penguat Kelas AB

Merupakan perbaikan dari penguat klas B. Cacat penyeberangan bisa dihilangkan dengan menambahkan prategangan pada dioda basis emitor. Dengan demikian transistor output sudah aktif saat belum ada sinyal masukan. Tentu saja titik kerja penguat menjadi berubah karena transistor tidak lagi berada pada keadaan cut off. Karena itulah disebut penguat kelas AB. Penguat audio yang banyak ada di pasaran pada umumnya adalah penguat kelas AB. Untuk memberi pra-tegangan pada basis emitor, tidak harus dengan diode, bisa juga dengan resistor atau transistor asalkan bisa memberi tegangan untuk mengaktifkan dioda di basis emitor.

2

Penguat Push Pull

Pada dasarnya, penguat push pull merupakan penguat jenis kelas B, dimana transistor bekerja sebagai penguat kelas B. Transistor yang digunakan pada penguat jenis ini transistor PNP dan transistor NPN. Selama siklus setengah perioda positif dari tegangan sumber, diode emitter (transistor NPN) dalam keadaan ON sedangkan transistor PNP dalam keadaan OFF, dan sebaliknya pada siklus setengah periode negative dari tegangan sumber, diode emitter (transistor PNP) dalam keadaan ON sedangkan transistor NPN dalam keadaan OFF. Dengan prinsip kerja transistor seperti inilah penguat ini disebut penguat push pull atau penguat dorong tarik.

Keuntungan dari rangkaian penguat tipe ini adalah karena tidak adanya bias, setiap transistor cut off saat tidak ada sinyal masukan. Ini merupakan keuntungan karena tidak ada aliran arus ketika sinyal nol. Keuntungan lain adalah perbaikan efisiensi saat ada sinyal masukan. Efisiensi maksimum dari penguat dorong-tarik kelas B adalah 78,5 persen, sehingga lebih sering digunakan untuk tingkat keluaran daripada penguat daya kelas A.

Berikut gambar rangkaian salah satu penguat push pull kelas B.

Seperti pada praktikum sebelumnya, kita telah melakukan pengujian terhadap penguat tegangan yaitu tepatnya penguat jenis kelas A yang identik dengan voltage divider. Pada praktikum kali ini, akan dilakukan perakitan dan pengujian terhadap penguat daya dorong tarik (push pull amplifier).

3

II

ALAT DAN BAHAN

A. Alat-alat :1. Multimeter Digital2. Breadboard3. Osciloskop4. AFG5. Probe6. Power Supply PS

B. Bahan-Bahan :1. R1 = 12 KΩ2. R2 = 68 KΩ3. R3 = 47 KΩ4. R4 = R5 = 270Ω5. R6 = 100Ω6. R7 = 10Ω7. R8 = R9 = 1Ω8. RL = 18 Ω9. Transistor Q1 = Q2 = Fcs 9012 (Transistor PNP)10. Transistor Q3 = Fcs 9013 (Transistor NPN)11. C1 = 1μF)12. C2 = 10 μf13. C3 = 1000 μF14. Jumper

4

III

GAMBAR RANGKAIAN DAN ANALISIS

1. Pengujian Tegangan Dan Arus Ideal Penguat Daya Tanpa Beban

Pada praktikum kali ini, akan dilakukan perangkaian dan pengujian penguat daya dorong tarik (push pull amplifier). Berikut gambar rangkaian penguat dorong tarik yang digunakan.

R1

12k

R268k

R347k

R4

270

R5270

R6

100

R710

R81.0

R91.0

RL9(18//18), 18

C10.1uF-POL

C210uF-POL

C3

220uF-POL

D11N4148

Q1

Q2

Q3

1

2

8

mA

0

DC 0 V

DC 9 V ( Vss)

14

i nput

11 3

VoOut put

VA

VB

VCVD

VE1VE3

VE2

Vss

4

5

76

10

9

13

12 15

Dapat dilihat, bahwa penguat dorong tarik ini merupakan penguat jenis kelas AB, dimana bentuk dasar dari penguat ini merupakan peguat kelas B dan keberadaan penguat kelas A dengan transistor Q1 berperan sebagai penguat tegangan inputnya. Masing-masing susunan pada transistor kelas B (transistor Q2 dan Q3) nemiliki daerah kerja yang berlawanan, ketika transistor Q3 ON, maka transistor Q2 dalam keadaan cut off dan sebaliknya.

Selama setengah periode positif dari tegangan sumber Vac, transistor Q3 (NPN) dalam keadaan ON dan transistor Q2 dalam keadaan cut off dan titik operasi berayun dari Q ke penjenuhan serta transisitor ini akan memperkuat sinyal dengan polaritas positif. Selama setengah periode negative dari sumber tegangan Vac, transistor Q3 dalam keadaan cut off (reverse bias) dan tidak ada arus yang mengalir dan transistor dalam keadaan ON dan akan memperkuat sinyal dengan polaritas negatif. Untuk mengaktifkan tersebut dari keadaan cut off ke ON dibutuhkan tegangan bias AC yang cukup kira-kira harus naik sampai 0,7 V untuk mengatasi potensial perbatasan. Karena ini pada dasarnya tidak ada arus yang mengalir melalui transistor, jika sinyal kurang dari 0,7 V. Sementara itu, tegangan AC terhadap waktu berbentuk sinusoidal yang membutuhkan waktu untuk mencapai tegangan tertentu. Peristiwa inilah dimana terjadi antara waktu satu transistor menutup (cut off) dan yang lainnya membuka (on), dinamakan cacat penyebrangan (crossover distortion). Selain itu, terdapat kekurangan pada panguat jenis ini yaitu adanya panas yang terbentuk.

Pada rangkaian diatas resistor berfungsi sebagai pemberi hambatan. Sedangkan kapasitor sebagai kopling yang menahan arus DC dan melewatkan arus AC. Dan transistor sebagai

5

Vcc/2RL

Vcc/2

Ac load lineDc load line

komponen utama dalam penguat. Dan dioda digunakan untuk mencegah pelanturan termal (Thermal contact). Thermal contact terjadi pengaruh panas yang dapat menyebabkan arus kolektor naik sehingga menyebabkan titik Q dapat melantur serta menghilangkan crossover distortion.

Berikut grafik garis beban pada penguat kelas B.

Dalam analisis DC sebenarnya cukup diperhatikan satu titik yaitu pada titik VCEQ atau Vout dimana

V 0=Vcc

2

Dan arus Io itu sendiri merupakan arus keluaran pada amplifier tersebut.

2. Pengujian Tegangan Statis Penguat Daya dengan Beban R 9 Ohm

Pada pengujian ini, rangkaian yang digunakan sama dengan rangkaian sebelumnya. Pada pengujian ini, akan diukur nilai tegangan pada titik-titk tertentu pada rangkaian penguat push pull tersebut antara laian Vss, VA, VB, VC, VD, VO, VE1, VE2 dan VE3. Berikut gambar rangkaian yang digunakan :

6

Dapat dilihat bahwa VSS merupakan tegangan total pada amplifier tersebut, dalam hal ini adalah tegangan sumbernya yaitu VCC. VA merupakan tegangan yang muncul pada R4 sebesar 270 ohm, VB merupakan tegangan setelah dioda diukur pada kaki positif dioda dan ground. VC

merupkan tegangan masukan basis pada transistor NPN(Q3). VD merupakan tegangan colector Q1 yang kemudian dihubungkan dioda. Pengukuran dilakukan pada kaki negatif dioda dan ground. Dan VE merupakan tegangan yang dihasilkan pada kaki emitter dari masing-masing transistor. Pengukuran tersebut dilakukan pada rangkaian push pull amplifier sesuai dengan keterangan yang telah ditunjukkan pada gambar.

3. Pengujian Input dan Output Maksimum Dengan Perubahan VSS dan RL.

Pada pengujiain ini, rangkaian penguat dihubungkan dengan beban RL sebesar 9 Ω yang merupakan paralel dari dua buah resistor 18 Ω. Rangkaian diberi tegangan input (VSS) yang diubah-ubah sesuai dengan perintah dan dicari nilai tegangan maksimumnya dengan RL 9 Ω dan RL 18 Ω secara bergantian. Pengujian tegangan input dan output maksimum ini dilakukan dengan menggunakan CRO dan AFG serta multimeter dimana probe pada CRO dihubungkan pada output penguat daya, probe AFG dihubungkan pada inputan penguat daya dengan frekuensi sebesar 1 KHz dan multimeter digunakan untuk mengukur arus pada rangkaian.Berikut gambar rangkaian yang digunakan pada pengujian ini.

7

R1

12k

R268k

R347k

R4

270

R5270

R6

100

R710

R81.0

R91.0

RL9(18//18), 18

C10.1uF-POL

C210uF-POL

C3

220uF-POL

D11N4148

Q1

Q2

Q3

1

2

8

mA

0

DC 0 V

DC 9 V ( Vss)

14

i nput

11 3

VoOut put

VA

VB

VCVD

VE1VE3

VE2

Vss

4

5

76

10

9

13

12 15

R1

12k

R268k

R347k

R4

270

R5270

R6

100

R710

R81.0

R91.0

RL9(18//18), 18

C10.1uF-POL

C210uF-POL

C3

220uF-POL

D11N4148

Q1

Q2

Q3

1

2

8

mA

0

DC 0 V

DC 9 V ( Vss)

i nput

11

VoOut put

VA

VB

VCVD

VE1VE3

VE2

Vss

4

5

76

10

9

12 15

13

XSC1

A B

G

T

3

0

XFG114

0

4. Pengujian Perolehan Daya dan Efisiensi

Pada pengujian ini, dilakukan pengukuran Vin dan VS seperti yang ditunjukkan pada gambar dengan nilai Vout telah ditentukan. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan CRO dan AFG denagn frekuensi 1 KHz. Dengan Vout dan Vin, kita dapat kita bisa mengetahui nilai Daya keluaran AC, Daya keluaran AC maksimal serta efisisensi dari penguat tersebut.

Daya keluaran AC =

Pout=Vout2

8 RL

8

VInVS

XFG1

0

RS1

2

I nput

0 vol t

9 vol t

out putPENGUAT DAYA

0

XSC1

A B

G

T

3

0

Daya keluaran AC maksimal

Pout (mak )=MPP2

8 RL

Daya masukan DC = Pdc=V cc I dc

Efisiensi dari penguat tersebut adalah :

η=Pout

Pdc

x 100 %

IV

HASIL PENGUJIAN

1. Pengujian Tegangan dan Arus Ideal Penguat Daya Tanpa Beban

VO (1/2 VSS) I DC

4,68 Volt 16.00 mA

2. Pengujian Tegangan Statis Penguat Daya dengan Beban R 9 Ohm

VSS VA VB VC VD VO VE1 VE2 VE3

9 V 7,11 V 5.34 V 4,01 V 4,68 V 4,68 V 0,069 V 4,68 V 4,65 V

3. Pengujian Input dan Output Maksimum Dengan Perubahan VSS dan RL

9

Vss

(Volt)RL

(Ω)V out

Mak (VPP)Input Mak

(VPP)I DC (mA)

Gambar Gelombang

5,5

9 1,24 0,7 23,04

18 1,75 0,72 18,06

6,5

9 1,4 0,68 26,1

18 2,1 0,76 22,03

7,5

9 2,5 1,12 47,6

18 3,5 1,28 39

9

9 3,3 1,4 63

18 4,5 1,44 47,8


V out VS (VPP)V input (VPP)

I DC (mA)

Gambar Gelombang Input

Gambar Gelombang Output

Saat terpancung 1,75 1,5 68

Saat maksimum 1,5 1,4 60,3

3 VPP 1,48 1,3 60

2 VPP 1 0,9 41,2

1 VPP 0,52 0,44 26,62

10

V

ANALISIS HASIL PENGUJIAN

1. Pengujian Tegangan dan Arus Ideal Penguat Daya Tanpa Beban

11

R1

12k

R268k

R347k

R4

270

R5270

R6

100

R710

R81.0

R91.0

RL9(18//18), 18

C10.1uF-POL

C210uF-POL

C3

220uF-POL

D11N4148

Q1

Q2

Q3

1

2

8

mA

0

DC 0 V

DC 9 V ( Vss)

14

i nput

11 3

VoOut put

VA

VB

VCVD

VE1VE3

VE2

Vss

4

5

76

10

9

13

12 15

VO (1/2 VSS) I DC

4,71 Volt 10,46 mA

Berdasarkan analisis DC, dapat kita ketahui bahwa VO (VCEQ) :

V 0=Vcc

2=9 V

2=4,5

Volt (Nilai terukur 4,71 V)

Nilai VO setengah dari VSS/VCC disebabkan adanya dua buah transisitor komplementer pada rangkaian penguat kelas B, sedangkan IO merupakan arus keluaran yang dihasilkan amplifier tersebut.

I 0=10 ,46 mA

2. Pengujian Tegangan Statis Penguat Daya dengan Beban R 9 Ω

12

R1

12k

R268k

R347k

R4

270

R5270

R6

100

R710

R81.0

R91.0

RL9(18//18), 18

C10.1uF-POL

C210uF-POL

C3

220uF-POL

D11N4148

Q1

Q2

Q3

1

2

8

mA

0

DC 0 V

DC 9 V ( Vss)

i nput

11

VoOut put

VA

VB

VCVD

VE1VE3

VE2

Vss

4

5

76

10

9

12 15

13

XSC1

A B

G

T

3

0

XFG114

0

Hasil pengukuran yang diperoleh pada pengujia ini adalah sebagai berikut.

VSS VA VB VC VD VO VE1 VE2 VE3

8,6 V 7,42 V 5,2 V 4,03 V 4,55 V 4,62 V 0,031 V 4,64 V 4,59 V

Nilai VSS pada rangkaian sama dengan sumber tegangan dimana pada hasil pengukuran, VSS = 8,6 V (mendekati 9 V). Hal ini disebabkan nilai VSS diukur berdasarkan sambungan DC 9 Volt yang digroundkan dengan DC 0 Volt dan tidak ada komponen-komponen seperti resistor yang menghambat titik VSS.

Nilai VD merupakan tegangan setelah melewati dioda dimana tegangan pada titik kaki katoda dioda yaitu VB sebesar 5,2 V. Maka VD dapat dicari dengan :

V D=V B−0,7 V =5,2V −0,7 V =4,5 V (Nilai terukur 4,55 V) Nilai VE1 sangat kecil (mendekati nol) yaitu 0,031 V. Hal ini disebabkan VE1 (pada kaki emitor

Q1 terhubung pada ground sehingga tegangan pada emitor Q1 mendekati nol. Nilai VE2 dan VE3 memiliki nilai yang hampir sama karena nilai tegangan tersebut merupakan

tegangan pada emitor Q2 dan Q3 dimana kedua transistor tersebut merupakan transistor pada penguat push pull yang bekerja secara bergantian, sehingga tegangan yang dihasilkan pun akan sama.

3. Pengujian Input dan Output Maksimum dengan Perubahan VSS dan RL

Dari pengujian yang telah dilakuka, diperoleh hasil dimana pada saat VSS 5,5 V, Vin pada RL

= 9 Ω sebesar 0.7 VPP dan Vout Maks yang dihasilkan sebesar 1,24 VPP. Namun pada saat beban ditambah menjadi 18 Ω, nilai Vin bertambah menjadi 0,72 VPP dan Vout Maks yang dihasilkan pun semakin besar yaitu 1,75 VPP. Hal ini terjadi karena besarnya tegangan dipengaruhi oleh hambatannya (V=IR), semakin besar hambatannya, semakin besar pula nilai tegangannya. Namun I DC yang dihasilkan justru sebaliknya dimana arus sebanding dengan Vin dan berbanding terbalik dengan R. Semakin besar hambatannya semakin kecil arus yang dihasilkan. Pada saat VSS

dinaikkan menjadi 6,5 V, 7,5 V dan 9 V nilai Vout Maks pada penguat daya semakin besar, demikian pula Vin bertambah walaupun kenaikannya tidak terlalu signifikan. Dapat dilihat bahwa Vout yang dihasilkan lebih besar dibanding Vin, sehingga pada rangkaian penguat push pull tersebut terdapat penguatan sebesar Vout/Vin.

VSS = 5,5 Volt RL = 9 Ω

13

AV =V out

V ¿=1,24

0,7=1,77

RL = 18 Ω

AV =V out

V ¿=1,75

0,72=2,4

VSS = 6,5 Volt RL = 9 Ω

AV =V out

V ¿= 1,4

0,68=2,05

RL = 18 Ω

AV =V out

V ¿= 2,1

0,76=2,76

VSS = 7,5 Volt

RL = 9 Ω

AV =V out

V ¿= 2,5

1,12=2,23

RL = 18 Ω

AV =V out

V ¿= 3,5

1,28=2,73

VSS = 9 Volt RL = 9 Ω

AV =V out

V ¿=3,3

1,4=2,35

RL = 18Ω

AV =V out

V ¿= 4,5

1,44=3,125

Pada pengujian ini, hasil yang diperoleh pada saat VSS 5,5 V, 6,5 V dan 7,5 V, bentuk gelombang pada output mengalami crossover distortion. Crossover distortion ini terjadi kareana untuk mengaktifkan kedua transistor tersebut secara bergantian dari keadaan cut off ke ON dibutuhkan tegangan bias AC yang cukup kira-kira harus naik sampai 0,7 V untuk mengatasi potensial perbatasan. Karena ini pada dasarnya tidak ada arus yang mengalir melalui transistor, jika sinyal kurang dari 0,7 V. Sementara itu, tegangan AC terhadap waktu berbentuk sinusoidal yang membutuhkan waktu untuk mencapai tegangan tertentu. Sehingga terjadilah delay waktu disaat satu transistor menutup (cut off) dan yang lainnya membuka (on) yang mengakibatkan cacat penyebrangan (crossover distortion). Pada saat VSS 9 V, bentuk gelombang mendekati sempurna sinusoidal namun terdapat crossover distortion yang sangat kecil. Berikut bentuk gelombang input dan outputnya ketika 9 V.


Berikut skema dari percobaan pada bagian ini.

14

VinVS

Gelombang Input Gelombang Input

XFG1

0

RS1

2

I nput

0 vol t

9 vol t

out putPENGUAT DAYA

0

XSC1

A B

G

T

3

0

Pada pengujian ini, pada input ditambahkan resistor 1,5 KΩ sehingga nilai dari VS dan Vin

akan berbeda. Berdasarkan Vout maks, Vin maks serta Idc dapat diperoleh nilai daya outputnya serta efisiensi dari penguat. Persamaan-persamaan yang digunakan untuk mencari daya dan efisisensi pada rangkaian ini adalah sebagai berikut :

Daya keluaran AC =

Pout=Vout2

8 RL

Daya keluaran AC maksimal

Pout (mak )=MPP2

8 RL

Daya masukan DC = Pdc=V cc I dc

Efisiensi dari penguat tersebut adalah :

η=Pout

Pdc

x 100 %

Perhitungan efisiensi daya :

Dengan Menggunakan V out dengan Vss 9 volt (pada pengujian 3 sub terakhir)

Pout=Vpp2

8 RL= 3,32

8 x 9=0 , 15125Watt

PS=Vss .. IDC=9 V . 40 ,6 mA=0 ,612 Watt

η=PL

PS

x 100 %=0 ,151250 ,612

.100 %=24 ,71 %

Dengan menggunakan Vout = 3 Vpp

PL=Vpp2

8 RL= 32

8.9=0.125 watt

PS=Vss .. I DC=9 V . 60 ,3 mA=0 .5427 watt

η=PL

PS

. 100 %= 0 ,1250. 5427

.100 %=23 . 03 %


PL=Vpp2

8 RL= 22

8.9=0.055 watt

PS=Vss .. IDC=9 V . 60.mA=0 .54 watt

η=PL

PS

. 100 %=0.0550 .54

.100 %=10 .18 %

15


PL=Vpp2

8 RL= 12

8.9=0.0138 watt

PS=Vss .. IDC=9 V .24 .6 mA=0 . 221 watt

η=PL

PS

. 100 %=0.01380 ,221

.100 %=6 .62 %

Pada saat Vout dan Vss = 9 volt maka akan terjadi distorsi atau gelombang mengalami pancung kemudian kita atur sesaat sebelum terpancung. Pada saat itulah nilai tersebut adalah nilai maksimum dari Vs, Vinput serta Idc.

Pada kondisi Vout maksimum sebelum terpancung yaitu 3,3 VPP, nilai efisiensi daya pada rangkaian penguat tersebut hanya sebesar 24,71%. Hal ini disebabkan adanya arus yang cukup besar melewati transistor sehingga menyebabkan disipasi daya yang cukup. Pada kondisi tidak ada sinyal, transistor-transistor dari penguat kelas B (transistor Q2 dan Q3) dalam keadaan belum aktif (idling), karena hanya arus rembesan kecil yang melalui kedua transistor tersebut. Dalam hal ini daya disipasi dalam tiap transistor dapat diabaikan. Tetapi jika ada sinyal arus yang besar melalui transistor tersebut, yang menyebabkan disipasi daya yang berarti.

16

VIKESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan tentang penguat daya transistor komplementer (penguat daya dorong tarik “Push Pull”), dapat disimpulkan bahwa :

1. Penguat kelas B adalah penguat dengan letak titik Q di titik cut off garis beban. Kelemahannya yaitu adanya cacat penyeberangan (crossover distortion) yang terjadi karena adanya tegangan bias pada dioda basis emitor. Sehingga saat sinyal masukan belum bernilai sebesar tegangan on dari dioda basis emitor maka tidak akan ada sinyal keluaran. Karena letak titik Q penguat kelas B di titik cut-off maka untuk satu transistor hanya bisa menguatkan setengah siklus dari sinyal masukan. Sehingga untuk penguat kelas B digunakan konfigurasi Push-pull dimana dua transistor akan bergantian bekerja menguatkan masing-masing setengah siklus sinyal masukan.

2. Cacat atau distorsi yang terjadi dapat dihilangkan dengan menggunakan konfigurasi push pull dengan menggunakan dua diode untuk membiaskan push pull.

3. Pada penguat daya kelas B, setiap transistor menguatkan setengah siklus masukan.

4. Salah satu keuntungan rangkaian penguat push pull adalah pada saat transistor cut off tidak ada sinyal masukan. Sehingga, tidak ada aliran arus ketika sinyal nol dan disipasi dayanya pun dapat diabaikan.

5. Keuntungan lain dari penguat ini adalah adanya perbaikan efisiensi pada saat ada sinyal masukan dimana efisiensi ideal dari penguat kelas B sebesar 78,5 %.

6. Pada kondisi tidak ada sinyal, transistor-transistor dari penguat kelas B (transistor Q2 dan Q3) dalam keadaan belum aktif (idling), karena hanya arus rembesan kecil yang melalui kedua transistor tersebut. Dalam hal ini daya disipasi dalam tiap transistor dapat diabaikan. Tetapi jika ada sinyal arus yang besar melalui transistor tersebut, yang menyebabkan disipasi daya yang berarti.

7. Besarnya penguatan daya sinyal besar (gain) pada rangkaian penguat Kelas B adalah :

G=βdc RL

RL Re '

8. Besarnya daya keluaran AC adalah

Pout=Vout2

8 RL9. Besarnya daya keluaran AC maksimal adalah

Pout (mak )=MPP2

8 RL

10. Besarnya daya masukan DC adalah Pdc=V cc I dc

11. Nilai efisiensi daya yang dihasilkan penguat daya kelas B adalah

η=Pout

Pdc

x 100 %

17

VII

LAMPIRAN

Pertanyaan:

1. Berdasarkan komponen-komponen yang telah terpilih serta pengukuran Hfe, Vbe, dan VD, maka hitung: a. Arus yang mengalir tiap bagian, b. Penguatan pendekatan, c. Daya Output Mak.

2. Apa fungsi dari C1, Q1 dan diode pada rangkaian tersebut.

3. Sebutkan beberapa macam jenis penguat dan jelaskan.

4. Yang membedakan masing-masing penguat tersebut

Jawaban

1. Karena pada saat praktikum tidak dilakukan pengukuran Hfe, maka

Arus pada R5 (pada collector Q1), dan R6 sama dengan:

I=VCR 6

=4 .25100

=42mA

I=VAR 5

=7 .38270

=27 .3mA

Arus pada emitor Q2 (VE2) dan Q3 (VE3)

I=VE2R 8

=4 .641

=4 ,64 A

I=VE3R 9

= 4 .591

=4 , 59 A

2. Fungsi dari C1, Q1 dan diode pada rangkaian adalah :

C1 adalah sebagai kapasitor kopling yang hanya melewatkan sinyal AC dan menghambat sinyal DC.

Q1 adalah sebagai transistor yang

Diode berfungsi sebagai penyearah arus, sehingga arus seharusnya mengarah menuju VB. Diode juga pada rangkaian berfungsi untuk menset titik Q sedikit di atas titik sumbat (cut off) untuk mencegah cacat penyebrangan (crossover distortion)

18

Q

IC

VCE

IC

QVCE

3. Jenis penguat

Penguat Kelas A

Dalam penguat daya, transistor harus berada dalam daerah aktif untuk seluruh siklus AC. Dalam hubungannya dengan garis beban AC, operasi kelas A berarti tidak ada pengguntingan yang terjadi pada salah satu ujung dari garis beban. Jika terjadi pengguntingan, operasi tersebut tidak lagi disebut operasi kelas A. Dalam penguat kelas A, tempat yang terbaik untuk menempatkan titik Q adalah di pusat garis beban AC. Dengan ini, maka penguat kelas ini akan memiliki sinyal keluaran yang paling baik diantara penguat jenis lainnya, namun penguat ini memiliki kelemahan dimana efisiensinya paling rendah karena banyaknya daya yang terdisipasi pada transistor tersebut.

Penguat Kelas B

Penguat kelas B merupakan jenis penguat dengan letak titik Q di titik cut off garis beban. Kelemahannya yaitu adanya cacat penyeberangan (crossover distortion) yang terjadi karena adanya tegangan bias pada dioda basis emitor. Sehingga saat sinyal masukan belum bernilai sebesar tegangan ON dari dioda basis emitor maka tidak akan ada sinyal keluaran. Karena letak titik Q penguat kelas B di titik cut-off maka untuk satu transistor hanya bisa menguatkan setengah siklus dari sinyal masukan. Sehingga untuk penguat kelas B digunakan konfigurasi Push-pull dimana dua transistor akan bergantian bekerja menguatkan masing-masing setengah siklus sinyal masukan.

Penguat Kelas C

Sedangkan pada penguat daya kelas C, karena posisi dari titik kerja di C yang berada di bawah kaki dari karakteristik transistor, maka arus kolektor ada pada interval yang lebih kecil dari setengah perioda. Efisiensi yang dicapai >85%. Untuk mendapatkan sinyal sinus (dengan band untuk sinyal informasinya) pada output penguat daya kelas C ini dipasangkan rangkaian resonansi.

19

Penguat Kelas AB

Merupakan perbaikan dari penguat klas B. Cacat penyeberangan bisa dihilangkan dengan menambahkan prategangan pada dioda basis emitor. Dengan demikian transistor output sudah aktif saat belum ada sinyal masukan. Tentu saja titik kerja penguat menjadi berubah karena transistor tidak lagi berada pada keadaan cut off. Karena itulah disebut penguat kelas AB. Penguat audio yang banyak ada di pasaran pada umumnya adalah penguat kelas AB. Untuk memberi pra-tegangan pada basis emitor, tidak harus dengan diode, bisa juga dengan resistor atau transistor asalkan bisa memberi tegangan untuk mengaktifkan dioda di basis emitor.

4. Yang membedakan masing-masing penguat adalah: Bentuk rangkaian. Tipe-tipe penggandengan. Pemotongan sinyal besar. Titik kerja masing-masing penguat. Tingkat efisiensi. Besar Gain/nilai penguatan yang dihasilkan.

20

unit vi

Documents