KONSEP PENGUAT (AMPLIFIER)

Penguat bisa dianalogikan sebagai black box yang mempunyai 2 terminal sinyal input untuk diperkuat, dan 2 terminal output untuk hubungan ke beban, serta sumber daya penyuplai penguat. Salah satu dari terminal input dan outputnya merupakan netralnya.

Sinyal input merupakan tegangan berlevel rendah bisa dari tape head, transducer dan lain-lain. Dan beban output bisa berupa load speaker, motor, relay dan lain-lain. Penguat berarti menaikkan level input, untuk ini penguat perlu sumber energi (Supply DC). Penguat paling tidak mengandung 1 (satu) komponen aktif (komponen semikonduktor).Karakteristik (parameter) penguat : Gain arus (Current Gain), Ai Gain Tegangan (Voltage Gain), Av Gain Daya (Power Gain), Ap Tahanan Input, Ri Tahanan Output, Ro Respon frek : -Cut off frek rendah, f1 -Cut off frek tinggi, f2

Gain Arus, AiRatio dari arus output terhadap arus input

Gain Tegangan, AvMerupakan ratio tegangan output terhadap tegangan input

Gain Daya, ApRatio daya beban (daya output) terhadap daya input pada penguat

Tahanan Input, RiPengaruh Ri pada total gain tegangan terlihat pada gambar berikut

Tegangan input terhadap penguat akan berkurang dari Vs oleh sejumlah ketergantungan pada rs dan Ri. Pengurangan tegangan tergantung ratio rs dan Ri.Jadi bila Ri >> rs, tegangan input Vi terhadap penguat sama dengan tegangan Vs. dan bila Ri >> rs, maka

Tahanan Output, RoIdealnya Ro harus nol, karena itu tegangan output Vo independent terhadap tahanan beban. Rangkaian pengganti untuk output penguat dengan beban terhubung sebagai berikut.

Kurva Respon FrekuensiSepanjang range frekwensi yang digunakan, penguat harus menyediakan penguatan yang sama besar untuk seluruh frekuensi. Kurva respon frekuensi adalah grafik dari penguatan tegangan atau penguatan daya (dalam dB) terhadap frekuensi sinyal input. (digambarkan dalam skala logaritma)

f1 = cut off frek. Rendahf2 = cut off frek. TinggiBandwidth,Merupakan frekwensi sepanjang gain tidak deviasi lebih dari 3 dB dari gain pada frekwensi referensi. Gain dalam dB atau atau

Tahanan Sumber, rsSaat sinyal sumber dihubungkan terhadap input penguat, tahanan sumber berada dalam seri dengan tahanan input penguat Ri.

dan

Jika Ri sangat besar dibanding rs, maka hanya terdapat sedikit pengurangan total gain tegangan yang disebabkan oleh pembagi tegangan tersebut. Jadi secara umum, untuk gain tegangan Av harus mempunyai tahanan input sebesar mungkin. Dan sebaliknya untuk gain arus Ai , harus mempunyai tahanan input sekecil mungkin.

ANALISA SINYAL KECIL PENGUAT TRANSISTOR1. Parameter Sinyal kecil Transistora. = Ic/Ib ; pada saat VCE Konstanb. ; pada saat VCB Konstanc. Tahanan emitter, re , merupakan tahanan sinyal kecil antara basis dan emitter. Resistansi ini sama seperti tahanan input sinyal kecil pada Common-Basis. ; pada saat Vce Konstan Karena pertemuan basis-emitter sama seperti bias maju dioda, maka re dapat ditentukan sama seperti tahanan dinamis dioda rd yaitu rd = dimana VT = Teg Thermal pada suhu ruang. = 0,026 V I = Arus DC dioda Sama halnya : re = dimana IE = Arus DC Emitterd. Tahanan Collector , rc rc = ; pada saat Ie konstan rc merupakan tahanan antara basis dan collector dan yang merupakan tahanan output trans pada Common-Basis. Harga rc pada umumnya sangat besar dalam orde M2. Model Sinyal Kecil Penguat Common-Basis

Penguat Common-BasisPada rangkaian dibawah buatkan rangkaian penggantinya dan tentukan VL = ? Jika =1

Rangkaian Penggantinya :

karena harga rc sangat besar, maka(

Ie =

3. Analisa Sinyal kecil Penguat Common-Emitter :

Penguat Common-EmitterTentukan VL dan buatkan rangkaian penggan tinya dari rangkaian dibawah :

Karena rc/>>>Rc//RL, maka (rc/)//Rc//RL VL = -IB (Rc//RL)Vs

4. Model Sinyal kecil Penguat Common-Colector :

Vin = Vo + Ib (+1)re

Dari rangk diatas Jika rs = 10k, RB= 120K, RE= 1k, RL= 1K, =100, Vcc =16V. Tent: Av, Ai, Ap, Ri, RoSupply

DC (sumber energi)

beban

Terminal Output

Netral

Terminal input

Sinyal input

Penguat

Vdc

Idc

lo

RL

Vo

Ro

Ri

Vi

rs

ls

Penguat

+

Vi

Ri

Is

rs

Vs

Ro

kVi

Vo

RL

f1

f2

f

-3

0

3dB

Gain[dB]

Vo

Av

Ri

Vin

Vs

rs

Sinyal Sumber

Av

lo

li

rs

ls

Sinyal Sumber

Ai

Ri

IE

IC

E

C

E

IE

rc

B

B

VCB

IC

VBE

C

re

IE

VL

RL

4k

6V

1k

Rc

C

E

RE

6V

rs

50

10mV

Vs

B

2K

Vin

RE

rs

50

Vs

2k

Vin

rE

B

lE

rc

1k

4k

RL

VL

IE

IC

Rc

1k

C

E

B

6V

2k

6V

lc

C

B

E

lE

IB

BE

VBE

B

Ib

lE

re

lc

E

B

IB

lc

C

VCE

IB

re

rc/

200k

15V

20mV

=100

Si

4k

RL

VL

1k

Rc

Vs

20mV

200k

E

Rc

RL

VL

C

lc

lB

B

re

IB

rc/

1k

4k

Vs

RB

RB

C

Ic

Vcc

RB

B

Ib=Iin

E

Rin

RE

Vo

rs

Vs

RB

rs

Vs

B

Ib=Iin

Rin

Vin

E

lE

RE

Vo

C

IB

(+1)re

RL

RL