Download - Laporan Penguat Daya Kelas A
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
1/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dalam matakuliah Elektronika II telah dipelajari beberapa teori tentang rangkaian
commonseperti common basis, common emitter, dancommon collector. Salah satu penerapan
dari rangkaian common emitteradalah penguat kelas A. Penguat kelas A ini terdiri dari
rangkaian CE, dimana titik Q nya itu berada tepat ditengah-tengah garis beban DC.
Dalam teori kita telah mempelajari ara meranang penguat kelas A dengan
perhitungan-perhitungan dan karakteristik dari penguat kelas A itu sendiri. !ntukmembuktikan ranangan yang kita buat, maka kita harus mempraktikannya seara langsung.
"aka dari itu, untuk memenuhi tugas matakuliah Elektronika II dan untuk membuktikan
ranangan penguat yang telah kita buat menghasilkan output yang sesuai dengan apa yang
kita inginkan.
Penguat kelas A ini adalah penguat tegangan. #egangan output yang dihasilkan akan
memiliki nilai tegangan yang lebih besar daripada tegangan inputnya. $al ini karena terdapat
penguatan dalam rangkaian tersebut. Sinyal output yang dihasilkan akan berbanding terbalik
dengan sinyal inputnya. %ika ranangan yang kita buat tepat, maka tidak akan terjadi
perpotongan sinyal pada sinyal outputnya.
1.2. Perumuan !aala"
&. 'agaimana karakteristik penguat daya kelas A (
). 'agaimana membuat ranangan penguat daya kelas A (
*. 'agaimana ara kerja penguat daya kelas A (
+. Apakah ada perbedaan output yang dihasilkan antara ranangan hasil perhitungan
dengan hasil pengukuran (
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 1
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
2/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
1.#. Tu$uan Penul%an
&. "emahami karakteristik penguat daya kelas A
). Dapat membuat ranangan penguat daya kelas A
*. "emahami ara kerja penguat daya kelas A
+. "engetahui perbedaan output yang dihasilkan antara ranangan hasil perhitungan
dengan hasil pengukuran
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 2
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
3/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
BAB II
PE!BAHASAN
PENGUAT DAYA KELAS A
Apabila sebuah transistor mempunyai titik Q didekat tengah-tengah dari garis beban
DC, suatu sinyal AC yang keil mengakibatkan transistor bekerja di daerah akti1 dalam
seluruh siklusnya. Apabila isyarat membesar, transistor terus bekerja di daderah akti1 selama
2aktu menapai punak-punaknya sepanjang garis beban titik jenuh dan titik panung tidak
terpotong. !ntuk membedakan ara operasi ini dari jenis-jenis lainnya, operasi tersebut
disebut dari kelas A. /perasi kelas A, berarti operasi di mana tidak terjadi pengguntingan di
kedua ujung dari sinyal AC. Apabila pengguntingan terjadi, operasi tersebut tidak lagi disebut
dari kelas A.
!ntuk membuat rangkaian penguat daya kelas A kita dapat menggunakan rangkaian
sebuah penguat CE. ita dapat melakukan peranangan penguat kelas A ini dengan
menggunakan beberapa rumus yang akan dibahas di pembahasan berikutnya. #entu saja
ranangan yang kita buat harus meletakan titik Q berada di tengah-tengah garis beban DC
agar tidak terjadi perpotongan sinyal pada outputnya.
Sinyal output dari penguat daya kelas A ini adalah terbalik dengan sinyal inputnya.
$al ini terjadi karena (((((
2.1.Gar% &e&an A'
Setiap penguat melihat dua maam beban3 beban d dan beban a. Ini berarti kita mengenal
dua jenis garis beban3garis beban dc dan garis beban ac. ita dapat menurunkan garis beban
d, dengan menganalisa rangkaian eki4alen d. $al ini telah kita lakukan dalam bab-bab
sebelumnya. !ntuk memperoleh garis beban a, kita harus menganalisa rangkaian eki4alen
a.
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 3
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
4/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
Gam&ar 1. Penguat CE (a) Rangkaian (b) Rangkaian ekivalen DC (c) Rangkaian Ekivalen
AC
Gam&ar 2. Garis beban DC dan AC
Pada 5ambar &-b. 'ila terminal-terminal kolektor-emitor dihubung pendekan, transistor akan
menjadi jenuh dan arus d dari kolektor menjadi maksimum dan diberikan oleh6
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 4
(b(a
(d(c)
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
5/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
Apabila terminal-terminal kolektor-emitor terbuka transistor-transistor tersebut dalam
keadaan o11 dan tegan d kolektor-emitor menapai maksimum sama dengan
Perpotongan dengan sumbu-sumbu 4ertikal dan mendatar diperlihatkan dalam 5ambar ).
Selanjutnya, kita dapat menari arus dan tegangan d di titik Q. !ntuk seterusnya kita akan
mempergunakan ICQ dan VCEQ untuk melambangkan dan di titik Q. Seperti
diperlihatkan dalam 5ambar ). Dalam 5ambar ), arus
kolektor d kira-kira diberikan oleh
Dimana
#egangan d kolektor-emitor adalah
Setelah menentukan garis beban d. Pada 5ambar &- menunjukkan rangkaian eki4alen a.
Emiter untuk a tersambung ke bumi, oleh adanya kapasitor pintas, dan kolektor memau
suatu tahanan beban sebesar
Apabila tegangan masukan a dari 5ambar &- disusutkan menjadi nol, transistor akan
beroperasi di titik Q yang diperlihatkan dalam 5ambar &-d. Apabila isyarat masukan a
diperbesar mulai dari nol, perubahan7perubahan akan terjadi dalam arus kolektor total IC
dan tegangan kolektor total VCE . /leh karena tahanan beban a berbeda dengan tahanan
beban d, maka operasi berlangsung sepanjang garis beban a daripada garis beban d.
Perhatikan bah2a garis beban a mempunyai titik jenuh 8saturation point9 yang diberi
lambangIC(sat) dan suatu titik panung yang ditunjukkan dengan
vCE (cutoff) .
2.2.U$ung(u$ung Gar% Be&an A'
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 5
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
6/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
!ntuk mendapatkan harga dariic(sat) dan
vCE(cutoff) dalam 5ambar &-, tegangan
kolektor a diberikan oleh
Dimana tanda minus menunjukkan pembalikan 1asa. /leh karena tegangan a dan arus a
eki4alen dengan perubahan dalam arus dan tegangan total, persamaan di atas dapat ditulis
sebagai6
Dalam 5ambar ), perubahan dalam arus total antara titik Q dan titik jenuh dari garis beban
adalah6
Ini menyatakan kenaikan dalam arus total apabila kita berpindah dari titik Q ke titik jenuh
yang terletak pada garis beban.
Dengan jalan yang sama, perubahan dalam tegangan total antara titik Q dan titik jenuh adalah
$al ini diperhatikan oleh karena tegangan total menurun bila kita pindah dari titik Q ke titik
jenuh yang terletak pada garis beban.
Apabila perubahan ini disubstitusikan ke dalam persamaan 8&-:9, kita peroleh 6
Dengan menyelesaikan persamaan untuk ini kita peroleh 6
arus ini adalah arus di ujung atas dari garis beban. Dengan penurunan yang serupa, tegangan
di ujung ba2ah dari garis beban adalah
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 6
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
7/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
Gam&ar #. Garis beban ac untuk penguat yang sembarang.
5ambar * memberikan rangkuman dari garis beban. 5aris beban a ini juga berlaku untuk
penguat yang sembarang oleh karena penurunan untuk tittik-titik ujung serupa denganpenurunan dari persamaan 8&-;9 dan 8&-
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
8/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
Gam&ar *.
epatu!an dc sama denegan seluru! garis beban dc.
Sinyal maksimum tak terpotong
Sebuah penguat akan beroperasi sepanjang garis beban a, bila penguat tersebut
dijalankan oleh sebuah tegangan a. Apabila sinyalnya terlalu besar, sinyal tersebut
akan terpotong di salah satu ujungnya seperti ditunjukkan dalam 5ambar =-a. Apabila
titik Q berada di ba2ah pusat garis beban, kita memperoleh pemotongan seperti
ditunjukkan dalam 5ambar =-a. Apbila titik Q berada di atas pusat dari garis beban,
kita perolehpemotongan "enu!, seperti diperlihatkan dalam 5ambar =-b. Apbila kita
menempatkan Q di tengah-tengah garis beban, kita peroleh sinyal terbesar yang tidak
terpotong 85ambar =-9.
Gambar 5. (a)Penjepitan pancung. (b)Penjepitan kejenuhan. (c) ayun
isyarat maksimal
Ke)atu"an A'
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 8
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
9/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
epatuhan a PP adalah maksimum tegangan keluaran penguat dari punak ke punak
8tanpa pemotongan9. "isalnya dalam 5ambar =-a diperlihatkan garis beban a dengan
titik Q lebih dekat ke keadaan panung daripada keadaan jenuh. /leh karena
perpotongan dalam keadaan terpanung terjadi lebih dulu, maka kepatuhan a-nya
adalah6
Apabila ICQ=1mA dan rL=3K , penguat
harus mempunyai kepatuhan a sebesar
0ilai PP ini menyatakan maksimum dari tegangan keluaran dari punak ke punak
yang tak terpanung dari setiap penguat dengan ICQ=1mA dan rL=3K
Dalam 5ambar =-b, titik Q lebih dekat pada kejenuhan. Ini berarti sinyal keluaran
yang terbesar yang tidak tergantung mempunyai tegangan punak ke punak sebesar
Apabila misalnya VCEQ=5V , penguat mempunyai kepatuhan a sebesar &? >.
Apabila titik Q ditempatkan di pertengahan di garis beban a seperti diperlihatkan
dalam 5ambar =-, penguat mempunyai kepatuhan a yang maksimal, artinya penguat
tersebut dapat menghasilkan sinyalyan tak terpanung yang maksimal. Selanjutnya
/leh karena itu kita dapat menghitung kepatuhan a dengan menggunakan 2VCEQ
atau 2ICQ . rL . Apabila kita menganalisa penguat transistor, kita ingin mengetahui
kepatuhan a-nya. !ntuk setiap penguat, kepatuhan tersebut sama dengan yang
terkeil di antara 2VCEQ dan 2ICQ . rL .
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 9
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
10/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
BAB III
PERAN'ANGAN
Setelah kita mengetahui tentang defnisi dan juga umus!umus dai
"enguat da#a kelas $% Selanjutn#a adalah "eancangan "enguat da#a kelas
$% &ntuk meancang sebuah "enguat da#a kelas $' di"elukan langkah!
langkah dalam membuatn#a' diantaan#a
3.1.Menentukan Transistor.
&ntuk menentukan tansist #ang digunakan "ada "enguat da#a kelas
$% *aka kita memilih tansist jenis +,+ dan memiliki a"likasi untuk "enguat
da#a% -ika kita lihat "ada .amba% 1 maka secaa kasat mata kita akan
mengetahui bentuk fsik tansist da#a% Selain itu' lihat datasheet tansist
untuk mengetahui Power Dissipation, ingat bah/a tansist da#a haus
memiliki ,0 lebih dai '5 /att% ,ada "eancangan angkaian "enguat da#a
kelas $' kami memilih tansist ,41' #ang memiliki kaakteistik dan
absolute maximum rating sebagai beikut%
Tabel 1.Absolute Maximum Ratings o ,41
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 1
-enis +,+ "itaial Silicn ansist
$"likasi *edium ,/e inie and
S/itching
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
11/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
3.2.Menentukan besar VCC , dc , dan ICQ
0alam menentukan besa cc' jangan melebihi dai nilai VCEO 1 %
0an dalam menentukan nilai dai ICQ ' jangan melebihi dai IC D! '3
$%
Sehingga kita menda"atkan
dc=75
IC=0,3A
VCC=20V
ICQ=0,5IC=0,5 (0,3 )=0,15A
3.3.Menentukan nilai RE , RC , R1 dan R2
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 11
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
12/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
:ita mulai dengan menghitung
egangan mite%VE=0,1VCC=0,1 (20 )=2volt
*aka' ahanan mite
RE=VE
IE=
2V
0,15A=13,3
ahanan :lekt
RC=4RE=4 (13,3 )=53,2
egangan ;asis #ang di"elukan
adalah VB=VE+VBE=2+0,7=2,7Volt
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
13/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
Nilai ResistorHasil
Perhitunan
!an ada "i
Pasaran
R1 865 = 82 =
R2
135 = 12 =RE 13'3 = 15 =
RC ' RL 53'2 = 56 =
3.#.Menentukan besar C1 , C2 dan C3
,ada angkaian "enguat da#a kelas $' ka"asit #ang digunakan adalah
#ang memiliki "laitas (electrolyc capacitor)% &ntuk C1 dan C2 benilai 1
>? kaena han#a sebagai b#"ass% Sedangkan untuk C3 sebesa 1 >?
kaena sebagai ka"asit k"ling%
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
14/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
Gambar $. #kema yang $iuji cobakan
:aena esist #ang memiliki nilai "ada skema diatas tidak di jual di "asaan'maka kita akan menggantin#a dengan esist #ang nilain#a mendekati nilai"ehitungan% :ami juga menggunakan esist dengan tleansi endah #akni5A% &ntuk menghindai kesalahan nilai dalam "eancangan angkaian%
Tabel 3. %ilai Perhitungan $an %ilai sebenarnya resistor.
+ilaiBesist
+ilai ,ehitungan +ilai Sebenan#a
R1 865 = 82 =
R2
135 = 12 =
RE 13'3 = 15 =
RC ' RL 53'2 = 56 =
BAB I+
PER'OBAAN*.1 Tu$uan Per,-&aan
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 14
T%P 31
12' 15 (
5) ($2'
1''
1'5) (
1'
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
15/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
'erikut adalah tujuan dari perobaan terhadapPenguat elas A6
&. "eguji Penguat elas A yang telah diranang.
). "embuktikan arakteristik dari Penguat elas A.
*.2 Alat an Ba"an
'erikut adalah da1tar dari Alat dan 'ahan yang digunakan dalam perobaan 6
N- Alat/Ba"an Keterangan 0umla"
& /skiloskop Dual #rae &
) @untion 5enerator - &
* "ultimeter Digital San2a &
+ Po2er Supply - &
= Probe /skiloskop - )
: Probe @untion 5enerator - )
; Capit 'uaya - +< #ransistor #IP +& C &
esistor
- &)? B
-
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
16/22
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
17/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
'erikut adalah sata hasil pengukuran pada perobaan pada rangkaianPenguat
Daya elas A 6
N-. Bearan N%la%
& > )? >
) >& &:,* >
* >) ),= >
+ >'E ?,; >
= >E &,* >
: >C :,= >
< IE &)=,:= mA
IC )?:,+* mA
5ambar $asil pengukuran 5elombang 6
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 17
N-. Keterangan '"annel 1 '"annel 2
&
>oltDi4 Channel & = >
>oltDi4 Channel ) = >#imeDi4 &ms &,< Di4 +,) Di4
0ilai +IN 3 + +OUT 21 +
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
18/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
Berdasarkan Vin dan Vout yang diperoleh maka :
A=
VO&'
V =
21
9 =2,3
*.4 Anal%% Data an Per"%tungan
Gar% Be&an D'
V2=
R2
R2+R1( VCC=
120
120+820( 20=2,55Volt
IE=IC=V
2VBERE
=2,5V0,7V
15 =123,3mA
IB= IC
)C=
123,3mA
75=1,64mA
VCE=VCCIE(RC+RE )
VCE=20123,3mA (56+15)
VCE=20V8,75
VCE=11,25V
IC(sat)= VCC
RE+RC=
20V
15+56=281,6mA
VCE ( cutoff)=VCC=20Volt
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 18
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
19/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
Penguatan
rC=RC. RL
RC+RL=
56 %.56%
56%+56%=28%
r*
e=25mV
IC=
25mV
123,3mA
=0,202%
A=rC
r*
e
= 28
0,202=138,6
!en,ar% Gar% Be&an A'
rC=RC. RL
RC+RL=
56 %.56%
56%+56%=28%
ic (sat)=ICQ+ VCEQ
rC+rE=123,3mA+ 11,25
28+15=384,92
vce ( cutoff)=VCEQ+ICQ (rC+rE)
vce ( cutoff)=11,25V+123,3mA (28+15 )
vce ( cutoff)=11,25V+5,3V=16,55V
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 19
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
20/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
Per"%tungan(Per"%tungan la%n
V2=VR2=2,5Volt
V=V2VBE=2,50,7=1,8V
VRC=IC( RC=123,3 mA ( 56=6,9V
Anal%% Err-r
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 2
N- BearanHa%l
Pengukuran
Ha%l
Per"%tungan
Preenta%
Err-r 5
1 > )? > )? > 6 5
2 >& &:,* > - (
# >) ),= > ),== > 17345
* >'E ?,; ?,; > 65
>E &,* > &,< > 8725
4 >C :,= > :,* > 1795
8 IE &)=,:= mA &)*,* mA 1735
9 IC )?:,+* mA &)*,* mA 485
3 A ),* &*
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
21/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
BAB +
PENUTUP
.1 Ke%m)ulan
Apabila sebuah transistor mempunyai titik Q didekat tengah-tengah dari garisbeban DC, suatu sinyal AC yang keil mengakibatkan transistor bekerja di daerah akti1
dalam seluruh siklusnya. Apabila isyarat membesar, transistor terus bekerja di daderah
akti1 selama 2aktu menapai punak-punaknya sepanjang garis beban titik jenuh dan
titik panung tidak terpotong. !ntuk membedakan ara operasi ini dari jenis-jenis
lainnya, operasi tersebut disebut dari kelas A. /perasi kelas A, berarti operasi di mana
tidak terjadi pengguntingan di kedua ujung dari sinyal AC. Apabila pengguntingan terjadi,
operasi tersebut tidak lagi disebut dari kelas A.
!ntuk meranang penguat kelas A yang memiliki titik Q ditengah garis beban DC
nya maka menentukan nilai dari setiap hambatan dan juga kapasitor adalah kuninya.
Disamping menentukan hal tersebut pemilihan transistor juga meruapakan hal yang
penting, karena data karakteristik dari sebuah transistor-lah yang akan mempengaruhi
nilai-nilai dari resistor pada rangkaian.
'esarnya penguatan dapat dihitung dengan membandingkan tegangan keluaran
8>out9 dengan tegangan masukan 8>in9. Ciri khas dari sebuah penguat kelas A adalah
memiliki gelombang keluaran yang tidak terpangkas dan bekerja pada daerah akti1.
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 21
-
7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A
22/22
[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]
.2 Saran
&. Pemilihan transistor hendaknya memiliki karakteristik kerja diatas ?,= Fatt.
). Dalam menentukan Gd lebih baik menggunkana instrument ukur agar hasil dapat
lebih akurat.
*. "enggunakan alat ukur yang masih bekerja dengan baik 8presisi9.
+. "emilih resistor yang tersedia di pasaran dengan ermat, hindari menggunakan
resistor yang memiliki nilai ukup jauh dari yang telah ditentukan pada saat
peranangan.
EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 22