BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sebagai mahasiswa teknik elektronika, wajib mengetahui rangkaian dasar elektronika dan memahaminya karena dengan memahami dasar dasar rangkaian elektronika akan mempermudah mendalami lebih jauh kedalam rangkaian yang lebih kompleks. Salah satu rangkaian dasar dari elektronika yaitu penguat kelas A dimana rangkaian ini cukup menggunakan satu transistor untuk yang tingkat satu, rangkaian ini juga sangat baik untuk penguat sinyal kecil.

Penguat kelas A ini sangat baik untuk dipelajari untuk mahasiswa teknik elektronika karena dengan memahaminya, akan mudah untuk mempelajari penguat tipe yang lainnya. Selain itu hal penting yang harus diperhatikan dalam melakukan percobaan penguat kelas A ini adalah dengan memperhatikan spesifikasi atau datasheet dari transistor yang akan digunakan karena akan berpengaruh terhadap komponen yang akan dipakai nanti.

1.2 Perumusan Masalah

Perumusan masalah yang akan dibahas dalam makalah ini adalah:

1. Transistor apa yang digunakan untuk rangkaian penguat kelas A ini?

1. Bagaimana cara merangkai penguat kelas A ini?

1. Apa saja komponen yang diperlukan?

1. Bagaimana analisa perhitungan dan pengukuran dari penguat kelas A ini?

1.3 Tujuan

1. Untuk mengetahui fungsi dari penguat kelas A.

1. Untuk mengetahui karakteristik dari penguat kelas A.

1. Untuk menganalisa hasil pengukuran dengan hasil perhitungan.

BAB II

PERHITUNGAN TEORI

2.1 Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.

Transistor dibedakan lagi menjadi 2 bagian, yaitu Transistor PNP dan Transistor NPN. Untuk dapat membedakan kedua jenis tersebut, dapat kita lihat dari bentuk arah panah yang terdapat pada kaki emitornya. Pada transistor PNP arah panah akan mengarah ke dalam, sedangkan pada transistor NPN arah panahnya akan mengarah ke luar. Saat ini transistor telah mengalami banyak perkembangan, karena sekarang ini transistor sudah dapat kita gunakan sebagai memori dan dapat memproses sebuah getaran listrik dalam dunia prosesor komputer.

2.2 Teori Penguat Kelas A

Pada penguat kelas A mensyaratkan bahwa transistor harus dalam daerah aktif untuk seluruh siklus ac. Untuk membedakan operasi ini dari jenis lain, maka dinamakan Operasi Kelas A. Dalam memahami rangkaian penguat daya operasi kelas A ini maka kita harus mempelajari mengenai garis beban AC dan garis beban DC terlebih dahulu. Kedua garis beban ini membantu perancang untuk menentukan daerah kerja dari transistor.

Setiap penguat melihat dua macam beban, beban dc dan beban ac. Ini berarti dikenal dua jenis garis beban, garis beban dc dan garis beban ac. Dapat menurunkan garis beban dc, dengan menganalisa rangkaian ekivalen dc. Untuk memperoleh garis beban ac, harus menganalisa rangkaian ekivalen ac. Untuk mendapatkan garis beban ac maka yang pertama dilakukan adalah mencari garis beban dc. Untuk memperoleh garis beban dc bayangkan rangkaian ekivalen dc.

Gambar: Penguat CE

Gambar: Rangkaian Ekivalen DC

Rangkaian Ekivalen DC diperlukan untuk menentukan tegangandan arus pada emiter, basis dan kolektor.Rangkaian ekivalen ini diperoleh dengan menganggap semuakapasitor terbuka sehingga dapat dihilangkan dari rangkaian.Rangkaian Ekivalen DC diperlukan untuk menentukan tegangandan arus pada emiter, basis dan kolektor.Rangkaian ekivalen ini diperoleh dengan menganggap semuakapasitor terbuka sehingga dapat dihilangkan dari rangkaian.

Gambar: Rangkaian Ekuivalen AC

Gambar: Garis Beban DC dan AC

Bila terminal kolektor emitor dihubung pendekan, transistor akan menjadi jenuh dan arus dc dari kolektor menjadi maksimum dan diberikan oleh:

Dimana

Tegangan dc kolektor emitor adalah

Setelah menentukan garis beban dc. Pada Gambar Rangkaian Ekuivalen AC menunjukkan rangkaian ekivalen ac. Emiter untuk ac tersambung ke bumi, oleh adanya kapasitor pintas, dan kolektor memacu suatu tahanan beban sebesar.

Apabila tegangan masukan ac dari Gambar tersebut disusutkan menjadi nol, transistor akan beroperasi di titik Q yang diperlihatkan dalam Gambar Garis Beban DC dan AC. Apabila isyarat masukan ac diperbesar mulai dari nol, perubahan perubahan akan terjadi dalam arus kolektor total dan tegangan kolektor total . Oleh karena, tahanan beban ac berbeda dengan tahanan beban dc, maka operasi berlangsung sepanjang garis beban ac daripada garis beban dc. Perhatikan bahwa garis beban acmempunyai titik jenuh (saturation point) yang diberi lambing ()dan suatu titik pancung yang ditunjukkan dengan ( ).

Untuk mendapatkan harga dari () dan ( ) dalam Gambar

Rangkaian Ekuivalen AC, tegangan kolektor ac diberikan oleh

Dimana tanda minus menunjukkan pembalikan fasa. Oleh karena tegangan ac dan arus ac ekivalen dengan perubahan dalam arus dan tegangan total, persamaan di atas dapat ditulis sebagai:

Dalam Gambar Garis Beban DC dan AC, perubahan dalam arus total antara titik Q dan titik jenuh dari garis beban adalah:

Ini menyatakan kenaikan dalam arus total apabila 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

Hal ini diperhatikan oleh karena tegangan total menurun bila dipindah dari titik Q ke titik jenuh yang terletak pada garis beban, sehingga diperoleh:

Dengan menyelesaikan persamaan untuk () ini diperoleh :

Arus ini adalah arus di ujung atas dari garis beban. Dengan penurunan yang serupa, tegangan di ujung bawah dari garis beban adalah

Gambar: Garis Beban AC untuk Penguat yang Sembarang

Kepatuhan DC

Kepatuhan dc dari sebuah penguat transistor adalah jangakauan tegangan operasi dc dari kolektor. Misalnya, pada Gambar Garis Beban AC Untuk Penguat yang Sembarang memperlihatkan sebuah garis beban dc dari sebuah rangkaian yang diberi pra-tegangan oleh sebuah pembagai tegangan. Oleh karena titik Q dapat ditempatkan di mana saja sepanjang garis beban dc, maka kepatuhan tegangan dc sama dengan . Apabila = 15 V maka penguat transistor tersebut mempunyai kepatuhan 1

Gambar: Kepatuhan DC Sama Sengan Seluruh Garis Beban DC

11

Sinyal Maksimum Tak Terpotong

Sebuah penguat akan beroperasi sepanjang garis beban ac, bila penguat tersebut dijalankan oleh sebuah tegangan ac. Apabila sinyalnya terlalu besar, sinyal tersebut akan terpotong di salah satu ujungnya. Apabila titik Q berada di bawah pusat garis beban, diperoleh pemotongan. Apabila titik Q berada di atas pusat dari garis beban,diperoleh pemotongan jenuh. Apabila menempatkan Q di tengah-tengah garis beban, diperoleh sinyal terbesar yang tidak terpotong.

Kepatuhan AC

Jika perpotongan dalam keadaan terpancung terjadi lebih dulu, maka kepatuhan ac-nya adalah:

Apabila ICQ= 1mA dan = 3K, penguat harus mempunyai kepatuhan AC sebesar

Nilai PP ini menyatakan maksimum dari tegangan keluaran dari puncak ke puncak yang tak terpancung dari setiap penguat dengan = 1mA dan = 3K. Jika titik Q lebih dekat pada kejenuhan. Ini berarti sinyal keluaran yang terbesar yang tidak tergantung mempunyai tegan puncak ke puncak sebesar

Jika titik Q ditempatkan di pertengahan di garis beban ac, penguat mempunyai kepatuhan ac yang maksimal, artinya penguat tersebut dapat menghasilkan sinyal yang tak terpancung yang maksimal.

Oleh karena itu kita dapat menghitung kepatuhan ac dengan menggunakan

atau .

2.3 Menentukan Transistor

Datasheet TIP 41C :

TIP41C, dc = 200, Ic = 30 mA = 0,003 A, Vcc = 30 V

Arus melalui pembagian tegangan sekurang-kurangnya harus sepuluh kali lebih besar dari arus basis

Maka resistor yang digunakan

= 16

=

=

=

=

DC Ekivalen

AC Ekivalen

+

Dc

0,165

Ac

0,006

Q

27

30

Rangkaian TIP 41C

Hasil Gelombang Penguat Sinyal Kelas A dibuat pada papan PCB :

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Dari semua percobaan yang telah dilakukan. Dapat disimpulkan penguatan yang didapat dari rangkaian penguat kelas A yang kami rancang adalah sekitar 1 2 kali penguatan.