kelompok-3
DESCRIPTION
RLTRANSCRIPT
ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI
“ PENGUAT KELAS A “
DISUSUN OLEH
KELOMPOK 3
JTD – 2B :
Andini Rahmat Hasani
Fanny Nur Amalia Sari (13) NIM. 1241160068
Muhammad Alif Haidar (19) NIM. 1241160041
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
POLITEKNIK NEGERI MALANG Jalan Soekarno Hatta 9 Malang 65141
Telp (0341) 404424 – 404425 Fax (0341) 404420
http://www.poltek-malang.ac.id
2013
LATAR BELAKANG
Secara umum, suatu penguat adalah peralatan yang menggunakan tenaga yang kecil
untuk mengendalikan tenaga yang lebih besar. Dalam bidang elektronika, maka yang
diperkuat adalah amplitudo dari sinyal. Penguat kelas A adalah penguat yang titik kerja
efektifnya setengah dari tegangan VCC penguat. Untuk bekerja penguat kelas A memerlukan
bias awal yang menyebabkan penguat dalam kondisi siap untuk menerima sinyal. Karena hal
ini, maka penguat kelas A menjadi penguat dengan efisiensi terendah namun dengan tingkat
distorsi (cacat sinyal) terkecil.
Sistem bias penguat kelas A yang populer adalah sistem bias pembagi tegangan dan
sistem bias umpan balik kolektor. Melalui perhitungan tegangan bias yang tepat maka kita
akan mendapatkan titik kerja transistor tepat pada setengah dari tegangan VCC penguat.
Penguat kelas A cocok dipakai pada penguat awal (pre amplifier) karena mempunyai distorsi
yang kecil. Contoh dari penguat class A adalah adalah rangkaian dasar common emiter (CE)
transistor. Penguat tipe kelas A dibuat dengan mengatur arus bias yang sesuai di titik tertentu
yang ada pada garis bebannya.
RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana membuat penguat AF dengan perbesaran 5x ?
2. Bagaimana membuat bandwidth frekuensi ?
3. Bagaimana membuat penguat yang memiliki penguatan stabil ?
TEORI DASAR
Penguat kelas A adalah penguat yang menguatkan seluruh daur masukan sehingga
keluarannya merupakan salinan asli yang diperbesar amplitudonya. Penguat kelas A ini
dibuat dengan titik kerja Q diatur agar seluruh fasa sinyal input dan output selalu mengalir
dan beroperasi pada daerah linear saja. Fungsi dari penguat kelas A ini adalah sebagai
penguat sinyal kecil.
Ciri-ciri :
Sinyal keluarannya bekerja pada daerah aktif.
Fidelitas yang tinggi
Bentuk sinyal keluarannya sama persis dengan input
Efisiensi yang rendah ( 25% – 50%). Penguat kelas A ini digunakan untuk daya yang
sedang atau kecil sebesar <10 watt. Jika digunakan untuk sinyal-sinyal kecil, rugi
daya yang terjadi juga kecil sehingga dapat diterima.
Transistor selalu ON sehingga sebagian besar sumber catu daya terbuang menjadi
panas.
Transistor penguat kelas A perlu ditambah dengan pendingin ekstra (misalnya
heatsink yang lebih besar).
Jika sinyal tidak bekerja pada daerah aktif (daerah linear) maka sinyal input dan outputnya
berbeda sebesar 180 derajat.
Berikut adalah gambar penguat kelas A :
Berdasarkan gambar di atas, beban RL beban hambatan kolektor dan tegangan output puncak
ke puncak Vout = VCC. Sedangkan arus puncak ke puncak Iout = VCC / RL.Sehingga daya
maksimum dari rangkaian ini adalah Pout (max) = Voeff . Ioeff atau bisa dituliskan :
Asumsi untuk pembiasan pada rangkaian ini ideal yaitu VCE = 1/2 VCC dan VCE ini sebagai
level DC, dengan arus DC yang diserap pada RL adalah sebesar :
ICcave = 1/2 IC
Serta daya yang diberikan adalah sebesar :
Dari berbagai persamaan di atas sehingga didapat rumus persamaan effisiensi dari penguat
kelas A sebagai berikut :
Setelah dijelaskan berbagai hal diatas, dapat disimpulkan pula kerugian dari penguat kelas A
ini yaitu tidak semua arus yang mengalir di kolektor menghasilkan sinyal daya AC.
Contoh rangkaian dasar penguat transistor tipe kelas A dapat dilihat pada gambar berikut :
Resistor Ra dan Rb pada rangkaian diatas berfungsi untuk menentukan arus bias basis. Garis
beban rangkaian dasar penguat tipe kelas A diatas ditentukan oleh konfigurasi resistor Rc dan
Re yang dirumuskan sebagai berikut :
Apabila Ic = Ie, maka rumus diatas dapat di sederhanakan seperti berikut :
Untuk menentukan arus basis sebaiknya melihat dahulu datasheet transistor yang digunakan
kemudian menentukan nilai resistor Ra dan Rb untuk menentukan besarnya arus basis (Ib)
yang memotong titik Q. Berikut adalah garis beban dan titik Q penguat kelas A.
Gb. Garis beban dan titik Q penguat kelas A
Besar penguatan sinyal AC dapat dihitung dengan teori analisa rangkaian sinyal AC. Analisa
rangkaian AC adalah dengan menghubung singkat setiap komponen kapasitor C dan secara
imajiner menyambungkan VCC ke ground. Resistor Ra dan Rc dihubungkan ke ground dan
semua kapasitor dihubung singkat. Dengan cara ini rangkaian gambar analisa AC dapat
dirangkai menjadi seperti gambar berikut.
Dengan adanya kapasitor Ce nilai Re pada analisa sinyal AC menjadi tidak berarti. Untuk
lebih lanjut dapat mencari literatur yang membahas penguatan transistor untuk mengetahui
bagaimana perhitungan nilai penguatan transistor secara detail. Penguatan didefenisikan
dengan :
dimana rc adalah resistansi Rc paralel dengan beban RL (pada penguat akhir, RL adalah
speaker yang biasanya bernilai 4-16 Ohm) dan re` adalah resistansi penguatan transitor. Nilai
re` dapat dihitung dari rumus
Dimana data nilai hfe dan hie dapat diketahui di datasheet transistor. Berikut adalah gambar
yeng menunjukkan ilustrasi penguatan sinyal input serta proyeksinya menjadi sinyal output
terhadap garis kurva x-y, dengan rumus penguatan :
Gb. Kurva Penguat Kelas A
Karena transistor selalu aktif sehingga sebagian besar dari sumber catu daya terbuang
menjadi panas, maka pada penguat kelas A ini perlu ditambah dengan pendingin ekstra
seperti heatstink yang lebih besar.
PERENCANAAN
DC :
12 V
R130 kΩ
R210 kΩ
R35 kΩ
1. Menghitung Rth
RTH = R1 // R2
=
=
= 7,5 kΩ
2. Menghitung Vth
= 3 V
3. Menghitung XC
Xc =
=
= 0,00628
= 6,28 µΩ
4. Menghitung Rp
= 6,28 µΩ
5. Mencari nilai Ib
= 7,4 µA
6. Mencari nilai IC
Ic = β x Ib
= 100 x 7,4 µA
= 0,74 mA
7. Menghitung VCE
VCE =
VCC
=
x 12
= 6 V
AC :
1. Menghitung Av
= 5 x
2. Menghitung dB
dB = 20 log Av
= 20 log 5
= 14
SIMULASI