RISA FARRID CHRISTIANTI, S.T.,M.T.

Transkripsi

1 RSA FARRD HRSTANT, S.T.,M.T.

2 OUTLNE Penguat Bertingkat Dua Garis Beban Operasi Kelas A Operasi Kelas B Operasi Kelas Rumus Kelas Tingkat Daya Transistor

3 PENGUAT BERTNGKAT Gagasan : menggunakan keluaran yang diperkuat dari satu tahap sebagai masukan bagi tahap yg lain. Sehingga dapat dirancang penguat tahap banyak (bertingkat/cascade) dengan bati tegangan keseluruhan yang sangat besar.

4 PENGUAT BERTNGKAT S RS R1 R2 R RE R1 R2 R RE +O RL Penguat dua tahap yg menggunakan rangkaian E kaskade (bertingkat). Sebuah sumber A dengan resistansi sumber R S menggerakkan masukan penguat itu. Tahap emitter ditanahkan memperkuat sinyal, yg kemudian digandeng dengan tahap E berikutnya. Lalu sinyal dikuatkan lagi untuk mendapatkan keluaran terakhir yg jauh lebih besar drpd sinyal sumber.

5 Beberapa hal yg perlu diketahui r e : perbandingan perubahan BE terhadap perubahan E. Nilainya tergantung dari letak titik Q. Makin tinggi letak titik Q pada lengkungan, makin kecil nilai r e. r' e 25m E Z in : impedansi masuk penguat. Z in R1 R2 r' e Z in (basis) : impedansi masuk pada basis. Z in basis r' e

6 Beberapa hal yg perlu diketahui A : bati tegangan A out in R r' e Z out : impedansi keluaran penguat (mpedansi Thevenin) Z R ( out )

7 ontoh soal : Setiap transistor mempunyai =150, berapa tegangan keluar A-nya? 1mp 1kW 10kW 2,2kW 3,6kW 1kW 10kW 2,2kW 3,6kW 1kW +10 1,5kW r' e 1,8 0,7 1,1 E 1,1 ma 1kW 1kW 25m r' e 22,7W 1,1 ma Zin R1 R2 r' e 10kW 2,2kW 3,6kW A 158, ,7W Zout R 3,6kW Ain 159 0,541m Aυ υ B 25m ; ,2m R 2,2kW 10 1,8 10kW 2,2kW 1,5 3,37 0,991 3,6 1,5 86m 3, ,7 118, in 1m 0,541m 1118, Tegangan thevenin ac yg keluar dari tahap1: out in 1 E 2 E R2 R R B 1,18 in 86m 21,2m 3,6 1,18 Tegangan thevenin yang keluar dari tahap 2: E BE Tegangan masuk actahap1: Tegangan masuk ac tahap 2: Tegangan keluar ac yang terakhir : 1,18kW

8 KESMPULAN Karena ada 2 tahap yang mempunyai bati membalik, sinyal keluar terakhir sefasa dengan sinyal masuk. Bila ada sinyal input dg sinyal puncak 1m gel.sinus, maka akan didapatkan gelombang sinus dengan frekuensi dan fasa yg sama, tetapi dengan puncak 991m.

9 DUA GARS BEBAN Setiap penguat melihat 2 beban : Beban D dan beban A. Oleh karena itu semua penguat mempunyai 2 garis beban, yaitu : Garis Beban D dan A.

10 GARS BEBAN D + +vcc R1 R R R1 R2 RE RS RL vs R2 RE Rangkaian Ekivalen D Penguat E Prinsip : Sambungan kapasitor dianggap hubung buka. Tidak ada sinyal s

11 GARS BEBAN D Pada rangkaian ekivalen D, dapat diturunkan garis beban D sebagai berikut : R R E E Koordinat titik Q : ( EQ, Q )

12 GARS BEBAN A +vcc R1 R rb r S RS RL vs R2 RE Rangkaian Ekivalen A Penguat E Prinsip : Sambungan kapasitor dianggap hubung singkat. ditanahkan.

13 GARS BEBAN A Pada rangkaian ekivalen A, dapat diturunkan garis beban A sebagai berikut : Q EQ Resistansi thevenin A yang menggerakkan basis : r E B EQ Resistansi beban A yang dilihat oleh : R S r R r Q r R R 1 R L 2

14 GARS BEBAN A Bila tidak ada sinyal, transistor beroperasi pada titik Q. Bila ada sinyal, titik operasi berayun sepanjang garis beban A dan bukan pada garis beban D.

15 GARS BEBAN D & A Q + EQ/r Garis beban A Q Titik Q Garis beban D E

16 JENUH A & PUTUS A Titik jenuh dan titik putus pada garis beban A berbeda dengan titik-titik pada garis beban D. Dari rangkaian ekivalen A, tegangan-tegangan A dapat dijumlahkan melingkar simpal untuk mendapatkan : Atau : Arus kolektor : i i ce i c r r E 0 Q

17 Tegangan kolektor A : Sehingga persamaan garis beban A : Dimana : ce ( sat) Q Q E EQ r EQ r E E EQ (sat) = arus jenuh A Q = arus kolektor D EQ = tegangan kolektor-emitter D r = resistansi A dilihat oleh kolektor r

18 Bila transistor mencapai titik putus (cut off), = 0, tegangan putusnya: E(cut) = EQ + Q r Q + EQ/r Jenuh A Q EQ EQ + Qr E

19 KEPATUHAN KELUARAN A Garis beban A merupakan garis yang digunakan untuk memahami operasi sinyal besar. Selama setengah siklus tegangan sumber A positif, tegangan berayun dr titik Q ke arah jenuh. Selama setengah siklus negatifnya, tegangan berayun dr titik Q ke arah putus. Untuk sinyal A yg cukup besar, pemotongan dapat terjadi pada kedua puncak sinyal. Kepatuhan keluaran A adalah maksimum puncak ke puncak tegangan A tak terpotong yg dapat dihasilkan penguat.

20 KEPATUHAN KELUARAN A Bila kita mengetahui kepatuhan keluaran A sebagai penguat, kita akan mengetahui batas penggunaan sinyal besarnya. Kepatuhan keluaran A dilambangkan sebagai PP, sehingga: PP 2 r 2 Q EQ

21 ontoh : Transistor 2N3904 pada gambar mempunyai batas kemampuan maksimum sebagai berikut : = 200mA dan EQ = 40. Hitunglah kepatuhan keluaran A. Juga tunjukkan bahwa tak satupun batas kemampuan transistor dilewati selama 1 siklus A kW 3,6kW 1kW 2N3904 1,5kW S 2,2kW 1kW

22 Jawab : Karena D( sat) ,1 ma 10 1,1 ma3,6 KW 1KW tegangan putus D 2 E, maka 2, , W 1,1 ma E(cut) 1,8 arus kolektor tenang, arus ini menghasilk an teganga n kolektor - emitter D sebesar, B E Q EQ R B R R R BE 1,8 0, R E 2,17mA 10. 4,94

23 resistansi beban A : r Arus 3,6KW E ( cut) jenuh A : 4,94 1,5 KW 1,06KW 4,94 ( sat) 1,1 ma 5,76mA 1,06KW Tegangan putus A : 1,1 ma1,06kw 6,11

24 Gambar garis bebannya : 5,76mA Garis beban A 2,17mA 1,1mA Q Garis beban D 4,94 6,11 10 E

25 Dari gambar beban di atas, dapat menjelaskan tentang titik Q, harga jenuh dan harga putus D, harga jenuh dan putus A, dan kepatuhan keluaran A. Maksimum ayunan tegangan positif : 1,1mA1,06KW 1, Qr 17 Harga ini lebih kecil daripada maksimum ayunan negatifnya, yaitu : - EQ = -4,94 Sehingga kepatuhan keluaran A adalah : PP = 2(1,17) = 2,34 ni adalah maksimum tegangan puncak ke puncak tak terpotong yg dapat dihasilkan penguat E pada gambar garis beban.

26 Batas kemampuan transistor : Arus kolektor terbesar di setiap titik dalam satu siklus A selalu lebih kecil daripada 5,76mA (arus jenuh A). Jadi masih jauh dari batas kemampuan arus maksimum dari 2N3904 sebesar 200mA. Demikian pula tegangan kolektor-emitter terbesar setiap saat selama 1 siklus A lebih kecil dari 6,11 (tegangan putus A), tegangan ini jauh di bawah tegangan dadal sebesar 40.

27 OPERAS KELAS A Operasi kelas A berarti transistor selalu beroperasi di daerah aktif. Artinya arus mengalir sepanjang dr siklus A. Sifat dr penguat kelas A yg dibutuhkan untuk perbaikan dan perancangan : 1. Bati Tegangan dengan Beban 2. Bati Arus 3. Bati Daya 4. Daya Beban 5. Daya Beban A Maksimum 6. Disipasi Daya Transistor 7. Penguras Arus (urrent Drain) 8. Efisiensi Tahapan (Stage Efficiency)

28 1. Bati tegangan dengan Beban Bati tegangan tanpa beban : R A r' e Dimana : r e : perubahan nilai BE terhadap perubahan E = 25mA/ E. Resistansi A yg dilihat oleh kolektor : r = R R L Bati tegangan dengan beban : A v =-r /r e

29 LANJUT KE MATER BERKUTNYA