4 PNGUAT GANDNGAN DC Dalam paktk basanya untuk mmplh suatu pnguatan yang cukup bsa, dapat dlakukan dngan mnggandng bbapa pnguat atau basa dknal dngan pnguat btngkat. Untuk mnjaga aga tgangan panja (bas) pada suatu tahap tdak tganggu lh tahap sblum dan bkutnya, maka antaa pnguat-pnguat tsbut dpsahkan dngan kapast. angkaan smacam n lbh dknal dngan pnguat gandngan C. Pnguat gandngan C hanya bkja untuk syaat AC. Bla syaat bupa aus/tgangan DC atau blak-balk dngan fkuns sangat ndah, maka dplukan angkaan pnguat gandngan DC. Pada pnguat n, antaa tansst yang satu dngan yang lannya dhubungkan scaa langsung. Ada bbapa caa untuk mmplh pnguat gandngan DC dantaanya adalah pnguat dfnsal dan pnguat hubungan Dalngtn. Pnguat yang muthakh tsusun sbaga angkaan tpadu (ntgatd ccut- IC). Dngan IC mmungknkan kta untuk mnyusun buan tansst k dalam suatu pmukaan slkn (chp) dngan luas hanya bbapa mm. atu hal yang mnguntungkan dngan IC adalah dngan tanpa kapast, kta dapat mnghaslkan pnguat dngan fkuns spn sampa mndkat DC. 4. Pnguat Dfnsal Untuk mngt bagamana pnguat dfnsal bkja, plu kta plaja kadaan panja DC da angkaan dasanya spt dtunjukkan pada gamba 4.. Masukan dapat dumpankan pada ujung-ujung bass B dan B. Pbdaan (dffnc) syaat pada kdua ujung nlah yang akan dkuatkan, shngga kta mnybutnya sbaga pnguat dfnsal. 70 KTONIKA DAA
Caa mnghtung kadaan panja da pnguat tsbut tdak bbda dngan pada pnguat tansst tunggal. Dngan kdua bass dtanahkan spt pada gamba 4., kta mmpunya V -0,6 lt kana V B -0,6 lt dngan salah satu atau kdua tansst yang bkja. +V CC B Q V Q B I T -V Gamba 4. angkaan dasa pnguat dfnsal Pmasalahannya adalah bagamana mmbuat kdua tansst bkja scaa sama. lama kduanya mmpunya tgangan bass yang sama (0 lt) dan tgangan mt yang sama (~ -0,6 lt), kduanya mmpunya kaaktstk yang dntk. Khususnya, kana B I xp VT kta mmlukan tansst dngan haga I yang hamp sama. Knyataannya I bhaga sangat aatf untuk satu tansst k tansst lannya dan juga thadap Pnguat Gandngan DC 7
tmpatu shngga untuk mndapatkan pasanngan I yang sas tkadang mnjad masalah yang sus. Namun dmkan saat dua tansst dbuat bttangga pada angkaan tntgas, maka mka akan mmlk kaaktstk dasa dan tmpatu yang latf sama dan scaa tmats akan mnjad sas. alah satu ukuan ksasan tsbut adalah dngan mlhat haga tgangan ffst masukan, yatu slsh antaa kdua haga V B, dplukan untuk mnjamn adanya ksamaan aus yang mngal. Basanya slsh n bhaga da 50 µv 5 mv. Aus ttal yang mlwat kdua mt adalah T ( 0,6 ( V ) I / (4.) kananya untuk dua tansst yang dntk kdua aus mt adalah sbsa I I I / (4.) T Bsanya aus klkt kduanya adalah hamp sama dngan haga aus mt d atas, shngga kdua tgangan klkt adalah sbsa V V I (4.3) C VC CC 4. Pngpasan Mdus Bsama (Cmmn-md Opatn -CM) angkaan pada gamba 4. mmplhatkan bahwa syaat dumpankan pada kdua bass. Kana dpaka bsama sbaga masukan, maka kadaan n dsbut masukan mdus bsama 7 KTONIKA DAA
+V CC Q Q I T -V Gamba 4. Pngpasan mudus bsama Kta mungkn bhaap sstm dapat mmbkan kluaan bbapa atus mv dngan masukan bbapa mv, ttap knyataanya tdak dmkan. Tgangan mt akan ttap skta 0,6 lt d bawah tgangan bass, shngga tdak akan bhaga tlalu jauh da -0,6 V. Kananya bsanya aus ttal T ( V 0,6) I / hanya akan sdkt bubah. Akbat adanya angkaan yang smt, dngan haga B yang dntk pada kdua tansst, kdua aus mt akan ttap bhaga skta I I I T / shngga tgangan klkt juga bubah sdkt. lanjutnya bsanya pnguatan dapat dhtung dngan mnggunakan angkaan staa spt tlah dbcaakan pada bab sblumnya. Pnguat Gandngan DC 73
α α t Gamba 4.3 angkaan staa pas mdus bsama Pada angkaan staa pas mdus bsama spt tlha pada gamba 4.3, kta mlhat t / / dan bsanya tgangan kluaan adalah / ( + ) (4.4) 0 α ( / ) (4.5) shngga pnguatan pada masng-masng tansst adalah sbsa / / (4.6) Kana dan mmpunya haga yang hamp sama maka pnguatan tgangan yang dhaslkan sangat ndah (basanya kuang da satu). Jka pbdaan kluaan dgunakan, maka pnguatan akan bhaga nl, maka dan mstnya tdapat ksasan (dntk). 74 KTONIKA DAA
Hambatan masukan da syaat-kcl pada masng-masng bass dbkan lh β / / ( /( β + ) /( / ) b β (4.7) suatu haga yang cukup bsa. angkaan d atas, kana sfat smtnya, bplaku spt spasang pnguat tansst yang paall tanpa adanya sst mt bypassd. 4.3 Pngpasan Mdus Dfnsal (Dffntal-Md Opatn-DM) Pada dasanya pada pngpasan n, kdua masukan db tgangan yang bsanya bbda. Gamba 4.4 mnunjukkan kdua tgangan masukan bsanya sama ttap bbda tanda dan angkaan staa untuk masukan syaat- kcl angkaan n dbkan pada gamba 4.5. Da gamba 4.5 tlhat bahwa ( + ) (4.8) +V CC + Q Q - -V Gamba 4.4 Pngpasan mdus dfnsal Pnguat Gandngan DC 75
+ - t Gamba 4.5 angkaan staa pngpasan mdus dfnsal shngga untuk tansst yang dntk dmana ddapat kananya (4.0) ( + ) (4.9) 0 Pada knds d atas, kta bhaap bahwa knakan tgangan mt kana masukan bada bass dlawan lh pnuunan tgangan kana masukan pada bass. Dngan dmkan stap tansst mmpunya mt yang dtanahkan (ac) dan bkja scaa tpsah sbaga pnguat mt-dtanahkan. Pnguatan tgangan dan hambatan masukan dapat dtulskan sbaga A / (4.) V dan β (4.) Utuk masukan yang bhaga bsa, analsa d atas tdak ssua lag. 76 KTONIKA DAA
4.4 Pngpasan Ujung-Tunggal (ngl-ndd Opatn) Jka tgangan syaat-kcl dmasukkan k salah satu bass dngan bass dtanahkan, angkaan staa angkaan dmaksud spt dplhatkan pada gamba 4.6. Basanya >>, shngga dapat dambl da ujung s dngan tanah (gund) dan /. Kananya kta mmpunya ( ) / / (4.3) t dan juga Gamba 4.6 Pngpasan ujung-tunggal α / (4.4) dan bsanya pnguatan tgangan adalah V ( ) A / (4.5) Dmkan juga untuk kluaan blaku Pnguat Gandngan DC 77
A / V + ( ) Jka kluaan dambl scaa dfnsal, yatu jka dgunakan sbaga utput, maka bsanya pnguatan tgangan adalah ( )/ / (4.6) Bsanya hambatan masukan dbkan lh / b ( β + ) / β / β ( / ) (4.7) angkaan d atas mnunjukkan bahwa dngan tanpa pmasangan kapast kta mndapatkan pnguatan tgangan dan hambatan masukan yang sbandng dngan pnguat mt dtanahkan. Pada pnguat mt-bsama kta mmlukan sst untuk mndapatkan tgangan panja yang tpat, namun kta haus mmasang kapast paall (shunt) dngan mt k tanah. 4.5 Pasangan Bk-Panjang (ng-tald Pa) Dalam paktk kta mngngnkan pnguatan dfnsal da kdua masukan ). Jka ( ) mmpunya haga yang kcl dbandngkan dngan ( b b b b dan b, maka plu kanya mnguang pnguatan mdus bsama (CM). udah kta dapatkan bahwa bsanya pnguatan untuk CM adalah b A / (lhat bagan 4.) CM maka pnguangan pnguatan dapat dlakukan dngan mnakkan, yang tdak scaa langsung mlbatkan pnguatan DM yatu 78 KTONIKA DAA
A / (lhat bagan 4.3) DM Namun dngan mnakkan haga, scaa langsung akan mnakkan haga V, untuk mnjaga aga aus mt ttap knstan. Ada caa lan yang lbh bak aga I slalu bhaga ttap, yatu dngan mnambah satu tansst Q 3 spt tlhat pada gamba 4.7 yang basa dsbut sbaga pasangan bk panjang. Jad angkaan tambahan n bfungs sbaga sumb aus ttap. +5 3k9 3k9 b -5 5k k4 Q Q Q3 k4 b -5 Gamba 4.7 angkaan pasangan bk panjang + V CC - Gamba 4.8 angkaan pngkut mt Pnguat Gandngan DC 79
4.6 angkaan Pngkut mt angkaan pngkut mt atau pnguat klkt-dtanahkkan spt tlhat pada gamba 4.8 dapat juga dgunakan sbaga pnggandng DC. Pndkatan ptama da kaaktstk angkaan d atas adalah dngan mlhat kluaannya 0,6 yatu bahwa kluaan pada mt mngkut masukan (dmana haganya akan bubah-ubah thadap tanah). Kta dapat mnggunakan pndkatan angkaan staa syaat-kcl untuk mnghtung pnguatan tgangan dan hambatan masukannya spt tlhat pada gamba 4.9. Bsanya pnguatan tgangan adalah ( ) / / + (4.8) dmana haganya akan mndkat satu kana basanya >>. C b B β Gamba 4.9 angkaan staa pngkut-mt 80 KTONIKA DAA
Bsanya hambatan masukan adalah / b /( /( β + ) ( β + ) / ( β + )( + ) yatu n β (4.9) yang mmpunya haga jauh lbh bsa dbandngkan dngan hambatan masukan pada pnguat mt dtanahkan (β ). Jka aus bban dambl da kluaan, maka kta mndapatkan dan juga + ( ) ( ) + / + + + ( / ) ( + ) ( ) / / + (4.0) uku ptama pada uas kanan psamaan 4.0 adalah mupakan tgangan kluaan tanpa bban, dan suku kdua adalah pnuunan tgangan kluaan pada hambatan, dngan dmkan atau ( ) + // ) / (yatu suatu haga hambatan kluaan yang sangat ndah Jka pngkut mt db masukan dngan hambatan sumb, bsanya kluaan mmungknkan untuk dhtung dngan mnggunakan hambatan masukan yang tlah dktahu haganya, da Pnguat Gandngan DC 8
dan kmudan s ( β ) β / + ( ) / + (4.) Untuk mnntukan hambatan kluaan kta plu mmphatkan bahwa mnybabkan tuunnya tgangan, da k, da b β /( + ) shngga ttal pnuunan tgangan k adalah ( + /( + ) + β (4.) b Dbandngkan dngan hambatan kluaan pada gamba 4.9 yang bsanya sama dngan, maka bsanya hambatan kluaan adalah sbsa + / β (4.3) 4.7 Pasangan Dalngtn (Dalngtn-Pa) Kana pnguatan tgantung pada haga β, maka mmpduks tansst dngan β yang tngg banyak mmb kuntungan. Ttap untuk maksud tsbut dplukan lapsan yang sangat tps pada daah bass yang akan mngakbatkan tansst mmpunya tgangan dadal (bakdwn ltag) ndah. Untuk mncapa maksud tsbut d atas bsa dlakukan dngan mnghubungkan dua tansst yang basa dsbut dngan pasangan Dalngtn spt tlhat pada gamba 4.0. Pasangan tansst tsbut tdapat d pasaan dalam pakt dngan ujung-ujung kak, B dan C. 8 KTONIKA DAA
( β β β + + β β ) β (β+ ) Q B' Q ( β +) ( β + ) ( β + ) Gamba 4.0 angkaan pasangan Dalngtn C' ' Jka kta basums aus masukan spt dplhatkan pada gamba 4.0 dan β adalah mnghtung aus yang mngal, akan ddapat pnguatan fktf ( I C ' / I ') B β β + β β β + β β Pasangan Dalngtn sng juga dgunakan dngan aus mt yang latf tngg, shngga β latf kcl; jka tdak Q mmpunya baus ndah shngga β bsa bhaga kcl. Namun dmkan dngan mudah kta mndapatkan β 50 00 5000 Kta mungkn bangan-angan dapat mnghtung da aus mt da Q. Namun dmkan Q dkndalkan da sumb (Q ) yang mmlk aus yang sangat ndah, kananya mmlk hambatan kluaan yang tngg. Olh sbab tu haga fktf pasangan Dalngtn dbkan lh + / β Pnguat Gandngan DC 83
Namun I I / β dan juga β, dngan dmkan haga fktf dbkan lh Tansst pasangan Dalngtn banyak dmanfaatkan pada angkaan pngkut mt tnaga-tngg, utamanya pada pnguat daya aud. Cnth. Htung paamt knja pnguat dfnsal spt tlhat pada gamba 4.7 untuk bbaga syaat masukan. Tansst pnyusun dasumskan dntk dngan β 50 dan tlans %. Jawab: Ptama kta haus mnghtung bsanya tgangan panja DC (,4 + 5,) 4,8 lt V B 3 5,4 / Jad V 3 5,4 lt I T ( 5,4 5) /,4 k 4 ma Jad I I ma (tansst dntk) V C V 5 3,9 + 7, lt C V V 0,6 lt (jka bass dtanahkan) mua angka-angka d atas mmpunya tlans 0, V atau %, namun nla n tdak pntng untuk dkks. Untuk masng-masng tansst kta mmpunya 5 mv/ma,5 Ω Untuk pngpasan dfnsal, masukan syaat-kcl (msalnya ± mv), mt dalam knds dtanahkan (ac) dan Q dan Q masng-masng mmpunya pnguatan sbsa 84 KTONIKA DAA
/ 3900 /,5 3 shngga tp syaat akan spt b +0,00 sn ω t b 0,00 sn ω t C 0,3 sn ω t C +0,3 sn ω t Bsanya kluaan dfnsal adalah 0,3,5 lt p - p. Untuk C C masukan dfnsal, hambatan masukan adalah β 50,5 3,5k sdangkan untuk masukan ujung-tunggal bsanya hambatan masukan adalah β 6,5 k dan untuk masukan mdus bsama bsanya hambatan masukan adalah β 50,4k 600 k Dngan mnggunakan pndkataan spt pada gamba 4.3, bsanya faks masukan mdus bsama yang ada pada sambungan B- adalah ( ) 6,5 / 400 0, 006 / + jad walaupun dngan masukan sbsa lt p-p akan hanya mngubah b sbsa ±,6 mv, dngan dmkan mash pada pngpasan syaat-kcl. Jka kta mngasumskan haga fktf sbsa 00 kω, bsanya kluaan mdus bsama pada klkt adalah sbsa Pnguat Gandngan DC 85
± ( / ) lt ( 3900/00000) ± 0,095 lt (pak) Kana adanya tlans sbsa % untuk,, haga d atas dapat bubah-ubah pada ksaan ±0,000 lts. Kluaan dfnsal ( ) akan bhaga palng bsa ±0,4 mv (pak). Jka masukan bupa syaat mdus bsama yang tgabung (supmpssd) dngan syaat dfnsal sbsa mv(p-p), maka kluaan sbsa 3 mv(p) da syaat DM akan mnngglamkan syaat kluaan 0 mv(p) da CM. dngan mnggunakan kluaan dfnsal, pbdaanya akan nak sbsa 64 mv(p) sampa 0,4 mv(p). Cnth. buah angkaan pngkut mt mmlk nla V CC V 5 lt 00 hm angkaan mmlk masukan dngan hambatan masukan snus yang bslas d skta 0 lt. Tntukan knja angkaan untuk ) 0 dan ) k ; bupa glmbang dngan ptama-tama mnggunakan tansst tunggal dngan β 50, kmudan dngan mnggunakan pasangan Dalngtn dngan β 5000. Jawab : () Dngan mnggunakan tansst sdhana dngan 0 kta mmpunya dan juga V -0,6 V I Kta plu mnggunakan 4,4 V/00 44 ma 86 KTONIKA DAA
5 mv /44 mv 0,74 Bsanya pnguatan adalah ( ) 00 /00,74 0, 9983 / + Bsanya hambatan masukan adalah β 50 00 5 k Bsanya hambatan kluaan adalah 0,74 () Dngan k dan untuk tansst tunggal; jka I sbsa 44 ma, I B akan bhaga ~ 3 ma, mmbkan pnuunan tgangan pada mnghtung lbh nc sbaga bkut. Kta mmpunya mmbkan 0 I 0, 6 I B 4,4 I 00 + I 0 ma 000 50 V sbsa 3 V. Kta dapat V 5 + 0, 00 3 V 5 mv/0 ma 0,08 Bsanya hambatan masukan pada bass adalah β 5000 dan juga Pnguatan + Hambatan β β + 00 5 0,83 00,08 6 kluaan + / β 0,08 + 0 0 Kta mlhat bahwa 000 Ω pnuunan knja tansst yang cukup sus. () Dngan 0 dan dngan mnggunakan pasangan Dalngtn, kta mmpunya Pnguat Gandngan DC 87
dan juga V -, V (kuang lbh) I 3,8 V/00 38 ma ( ma/i ) Bsanya pnguatan adalah 5 0,36 ( ) 00 /00,36 0, 9964 / + Bsanya hambatan masukan adalah β 5000 00 500 k Bsanya hambatan kluaan adalah 0,36 Tlhat dngan angkaan tansst tunggal, hanya hambatan masukan yang mngalam pnngkatan. () Dngan k dan pasangan Dalngtn; kta dapat mngabakan pnuunan pada I shngga B I 38 ma 0,36 Bsanya hambatan masukan pada bass adalah β 5000 k dngan dmkan Pnguatan + β β + 500 0,9964 0,9944 50 mash bhaga sangat dkat dngan satu Hambatan kluaan + / β 0,36 + 000 / 5000 0,56 Tlhat bahwa dngan mnggunakan pasangan Dalngtn dapat mmbkan hambatan masukan yang lbh tngg, dapat mnuunkan fk da hambatan sumb pada pnguatan dan hambatan kluaan. 88 KTONIKA DAA