ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI

“ PENGUAT KELAS A “

DISUSUN OLEH KELOMPOK 3

JTD – 2B :Andini Rahmat Hasani Fanny Nur Amalia Sari (13) NIM. 1241160068Muhammad Alif Haidar (19) NIM. 1241160041

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANPOLITEKNIK NEGERI MALANG

Jalan Soekarno Hatta 9 Malang 65141Telp (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 :

1. Menghitung Rth

RTH = R1 // R2

= 30 k x10 k30 k+10 k

= 300k40 k

= 7,5 kΩ

2. Menghitung Vth

Vth= R 2R 1+R 2

.Vcc

¿ 10 kΩ30 k Ω+10 k Ω

. 12V

¿ 12040

= 3 V

3. Menghitung XC

Xc = 1

2 πfc

= 1

2 x 3,14 x1000 x 0,000001

= 0,00628

= 6,28 µΩ

4. Menghitung Rp

Rp=ℜ x Xcℜ+Xc

¿ 3000 Ω x 0,00628 Ω3000 Ω+0,00628 Ω

¿ 18,843000,00628

= 6,28 µΩ

5. Mencari nilai Ib

I b= 3−0,77500+(100+1)3000

¿ 2,37500+303000

¿ 2,3310500

= 7,4 µA

6. Mencari nilai IC

Ic = β x Ib

= 100 x 7,4 µA

= 0,74 mA

7. Menghitung VCE

VCE = 12

VCC = 12

x 12

= 6 V

AC :

1. Menghitung Av

Av=VoutVin

¿ 5 mV1mV

= 5 x

2. Menghitung dBdB = 20 log Av = 20 log 5 = 14

SIMULASI