Penguat Kelas B Komplementer Tanpa Trafo Keluaran

Transkripsi

1 Penguat Kelas B Komplementer Tanpa Trafo Keluaran 1. Tujuan : 1 Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami operasi dari rangkaian penguat kelas B komplementer. 2 Mahasiswa dapat menerapkan teknik pembiasan transistor pada rangkaian penguat kelas B komplementer. 3 Mahasiswa dapat mengetahui efisiensi penguat kelas B komplementer. 4 Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami karakteristik dan daerah kerja penguat transistor kelas B pada daerah frekuensi. 2. Tinjauan Teori : Kelas A adalah cara yang biasa untuk menggunakan transistor dalam rangkaian linear karena dia menghasilkan rangkaian bias yang paling stabil dan paling sederhana. Tetapi dia memerlukan rating P D (maks) dua kali daya beban; dia juga mempunyai titik stasioner atau aliran arus tanpa sinyal 50% I C (sat) jika titik Q ditengah-tengah. Dalam tingkat-tingkat bagian muka dari sistem rating P D (maks) dan aliran arus tanpa sinyal biasanya cukup kecil untuk diterima. Tetapi dekat bagian akhir dari banyak sistem, rating P D (maks) dan aliran arus tanpa sinyal menjadi demikian besarnya sehingga penguat kelas A tidak dapat digunakan lagi. Penguat balans (push-pull) kelas B adalah rangkaian dengan dua transistor dengan keuntungan-keuntungan yang menonjol ini; rating P D (maks) turun menjadi seperlima dari daya beban dan aliran arus tanpa sinyal sekitar 1% dari I C (sat). Keuntungan pertama penting jika diperlukan daya beban yang besar, misalnya dalam transmitter komunikasi. Keuntungan kedua disukai dalan sistem dengan tenaga baterai seperti radio transistor.

2 re re re Pada gambar 1 menunjukkan rangkaian ekivalen ac untuk sebuah pengikut emiter. Pembiasan DC tidak ditunjukkan, tetapi dimisalkan pembiasan dekat titik sumbat (cut off), yaitu operasi kelas B dengan garis beban ac seperti dalam gambar 2. (a) (b)

3 (c) Gambar 1 Rangkaian Ekivalen ac Penguat Balans Push Pull Kelas B Ic Ic(sat)=VCEQ/(rC+rE) titik Q VCEQ VCE Gambar 2 Garis Beban Kelas B dan Bentuk Gelombang Selama setengah perioda positif dari tegangan sumber, dioda emitor dinyalakan (turned on), dan titik operasi berayun dari Q ke penjenuhan. Selama setengah perioda negatif dari sumber tegangan, diode emitor dibias balik, dan tidak ada arus yang mengalir. Inilah sebabnya tegangan pada r E dalam gambar 1a adalah sinyal setengah gelombang. Kemudian pada pengikut emitor pnp pada gambar 1b, yang ditunjukkan hanya rangkaian ekivalen ac, dan dimisalkan dioda emitor dibias dekat titik sumbat (cut off). Selama setengah siklus positif dari tegangan sumber ac, dioda emitor dibias balik dan tidak ada arus kolektor yang mengalir. Tetapi pada setengah siklus negatif dari tegangan sumber, dioda emitor dibias maju. Karena itu, titik operasi berayun dari Q ke penjenuhan seperti ditunjukkan dalam gambar 1b. Karena arus mengalir melalui r E, tegangan pada r E adalah negatif terhadap tanah (ground). Inilah sebabnya tegangan output dalam gambar 1b hanya terdiri dari setengah siklus negatif. Untuk mendapatkan rangkaian balans, kedua macam pengikut emitor tadi digabungkan menjadi satu seperti ditunjukkan gambar 1c. Transistor atas (npn)

4 memelihara setengah siklus positif dari tegangan sumber dan transistor bawah (pnp) memelihara setengah siklus negatif dari tegangan sumber. Pada cara ini tegangan output berupa gelombang sinus lengkap. 3. Peralatan : Modul ITF trainer 012 Function Generator DC Power Supply Oscilloscope Electronic Voltmeter DC Voltmeter Resistansi Beban 1 kω Vcc u C B E u 54 E 1 55 Output k1 B C 56 In p u t u 5k u 10 5) Rangkaian Percobaan : Prosedur Percobaan : a. Pastikan bahwa rangkaian yang anda gunakan adalah ITF 012! b. Pasanglah DC Power Supply 15V pada terminal 60 61!

5 c. Pasanglah resistor beban 1kΩ pada terminal output 53 58! d. Pasanglah Oscilloscope dual trace, channel 1 pada terminal input dan channel 2 pada terminal output 53 58! Posisi selector CHOP! e. Pasanglah Function Generator pada terminal dan aturlah amplitudo sinyal sinus, sehingga didapatkan output dengan level 2 Vp-p frekuensi 1kHz! Amati level output 2 Vp-p tersebut dengan menggunakan oscilloscope! f. Dengan menggunakan Electronic Voltmeter, ukur harga tegangan input-nya! Catat dan gunakan seterusnya serta jaga konstan! g. Gambarkan bentuk sinyal input tersebut (basis) dan sinyal outputnya pada kertas grafik! h. Dengan menggunakan oscilloscope dual trace posisi CHOP, amati sinyal pada terminal (sinyal basis) dengan probe channel 1 dan sinyal pada terminal (sinyal output) dengan probe channel 2! Gambarkan hasilnya pada kertas grafik! i. Dengan menggunakan oscilloscope dual trace posisi CHOP, amati sinyal pada terminal (sinyal basis input) dengan probe channel 1 dan sinyal pada terminal (sinyal kolektor) dengan probe channel 2! Gambarkan hasilnya pada kertas grafik! j. Dengan menggunakan DC Voltmeter, ukur harga tegangan V BE1 pada terminal 49 50! Catat hasilnya pada tabel 1! k. Dengan menggunakan DC Voltmeter, ukur harga tegangan V BE2 pada terminal 55 54! Catat hasilnya pada tabel 1! l. Dengan menggunakan DC Voltmeter, ukur harga tegangan V E pada terminal 51 57! Catat hasilnya pada tabel 1! m. Dengan menggunakan Electronic Voltmeter ac, ukur harga tegangan output rms pada beban terminal 53 58! Catat hasilnya pada tabel 2! n. Rumus-rumus : Arus kolektor dc quiescent (bias diode): Vcc 2V BE I CQ = jika VBE1 = V R + R 1 2 BE 2 Daya keluaran rms :

6 Po( rms) = ( Vo( rms)) R L 2 Suplai daya dc untuk penguat : P DC = V CC I C (dc) Efisiensi penguat : η = Po( rms) 100% P DC o. Aturlah frekuensi dari function generator mulai dari 10 Hz sampai 1 MHz, dan jagalah amplitudo input konstan sesuai pengukuran awal! Dengan menggunakan Electronic Voltmeter, ukur harga tegangan output pada beban terminal 53 58! Dan catat hasilnya pada tabel 3! p. Atur level input dari function generator sehingga diperoleh sinyal output yang cacat (terdistorsi)! Dengan menggunakan oscilloscope dual trace posisi CHOP, amati bentuk sinyal input pada terminal dengan channel 1 dan bentuk sinyal output pada terminal dengan channel 2! Gambarkan hasilnya pada kertas grafik! 6. Tabel Hasil Percobaan : Tabel 1 Tegangan Bias Tegangan Terukur Hasil Pengukuran V BE1 V BE2 V E Tabel 2 Effisiensi Penguat Parameter Hasil Pengukuran Vo (rms)

7 I C (dc) Po (rms) P DC η Tabel 3 Respon Frekuensi Frek. (Hz) Vout (rms) Av=Vout/Vin k 2 k 5 k 10 k 20 k 50 k 100 k 200 k 500 k 1 M