Laporan Penguat Daya Kelas A

7/24/2019 Laporan Penguat Daya Kelas A

1/22

[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A]

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam matakuliah Elektronika II telah dipelajari beberapa teori tentang rangkaian

commonseperti common basis, common emitter, dancommon collector. Salah satu penerapan

dari rangkaian common emitteradalah penguat kelas A. Penguat kelas A ini terdiri dari

rangkaian CE, dimana titik Q nya itu berada tepat ditengah-tengah garis beban DC.

Dalam teori kita telah mempelajari ara meranang penguat kelas A dengan

perhitungan-perhitungan dan karakteristik dari penguat kelas A itu sendiri. !ntukmembuktikan ranangan yang kita buat, maka kita harus mempraktikannya seara langsung.

"aka dari itu, untuk memenuhi tugas matakuliah Elektronika II dan untuk membuktikan

ranangan penguat yang telah kita buat menghasilkan output yang sesuai dengan apa yang

kita inginkan.

Penguat kelas A ini adalah penguat tegangan. #egangan output yang dihasilkan akan

memiliki nilai tegangan yang lebih besar daripada tegangan inputnya. $al ini karena terdapat

penguatan dalam rangkaian tersebut. Sinyal output yang dihasilkan akan berbanding terbalik

dengan sinyal inputnya. %ika ranangan yang kita buat tepat, maka tidak akan terjadi

perpotongan sinyal pada sinyal outputnya.

1.2. Perumuan !aala"

&. 'agaimana karakteristik penguat daya kelas A (

). 'agaimana membuat ranangan penguat daya kelas A (

*. 'agaimana ara kerja penguat daya kelas A (

+. Apakah ada perbedaan output yang dihasilkan antara ranangan hasil perhitungan

dengan hasil pengukuran (

EE#/0IA II| Pendidikan #eknik Elektronika 1


2/22


1.#. Tu$uan Penul%an

&. "emahami karakteristik penguat daya kelas A

). Dapat membuat ranangan penguat daya kelas A

*. "emahami ara kerja penguat daya kelas A

+. "engetahui perbedaan output yang dihasilkan antara ranangan hasil perhitungan

dengan hasil pengukuran



3/22


BAB II

PE!BAHASAN

PENGUAT DAYA KELAS A

Apabila sebuah transistor mempunyai titik Q didekat tengah-tengah dari garis beban

DC, suatu sinyal AC yang keil mengakibatkan transistor bekerja di daerah akti1 dalam

seluruh siklusnya. Apabila isyarat membesar, transistor terus bekerja di daderah akti1 selama

2aktu menapai punak-punaknya sepanjang garis beban titik jenuh dan titik panung tidak

terpotong. !ntuk membedakan ara operasi ini dari jenis-jenis lainnya, operasi tersebut

disebut dari kelas A. /perasi kelas A, berarti operasi di mana tidak terjadi pengguntingan di

kedua ujung dari sinyal AC. Apabila pengguntingan terjadi, operasi tersebut tidak lagi disebut

dari kelas A.

!ntuk membuat rangkaian penguat daya kelas A kita dapat menggunakan rangkaian

sebuah penguat CE. ita dapat melakukan peranangan penguat kelas A ini dengan

menggunakan beberapa rumus yang akan dibahas di pembahasan berikutnya. #entu saja

ranangan yang kita buat harus meletakan titik Q berada di tengah-tengah garis beban DC

agar tidak terjadi perpotongan sinyal pada outputnya.

Sinyal output dari penguat daya kelas A ini adalah terbalik dengan sinyal inputnya.

$al ini terjadi karena (((((

2.1.Gar% &e&an A'

Setiap penguat melihat dua maam beban3 beban d dan beban a. Ini berarti kita mengenal

dua jenis garis beban3garis beban dc dan garis beban ac. ita dapat menurunkan garis beban

d, dengan menganalisa rangkaian eki4alen d. $al ini telah kita lakukan dalam bab-bab

sebelumnya. !ntuk memperoleh garis beban a, kita harus menganalisa rangkaian eki4alen

a.



4/22


Gam&ar 1. Penguat CE (a) Rangkaian (b) Rangkaian ekivalen DC (c) Rangkaian Ekivalen

AC

Gam&ar 2. Garis beban DC dan AC

Pada 5ambar &-b. 'ila terminal-terminal kolektor-emitor dihubung pendekan, transistor akan

menjadi jenuh dan arus d dari kolektor menjadi maksimum dan diberikan oleh6


(b(a

(d(c)


5/22


Apabila terminal-terminal kolektor-emitor terbuka transistor-transistor tersebut dalam

keadaan o11 dan tegan d kolektor-emitor menapai maksimum sama dengan

Perpotongan dengan sumbu-sumbu 4ertikal dan mendatar diperlihatkan dalam 5ambar ).

Selanjutnya, kita dapat menari arus dan tegangan d di titik Q. !ntuk seterusnya kita akan

mempergunakan ICQ dan VCEQ untuk melambangkan dan di titik Q. Seperti

diperlihatkan dalam 5ambar ). Dalam 5ambar ), arus

kolektor d kira-kira diberikan oleh

Dimana

#egangan d kolektor-emitor adalah

Setelah menentukan garis beban d. Pada 5ambar &- menunjukkan rangkaian eki4alen a.

Emiter untuk a tersambung ke bumi, oleh adanya kapasitor pintas, dan kolektor memau

suatu tahanan beban sebesar

Apabila tegangan masukan a dari 5ambar &- disusutkan menjadi nol, transistor akan

beroperasi di titik Q yang diperlihatkan dalam 5ambar &-d. Apabila isyarat masukan a

diperbesar mulai dari nol, perubahan7perubahan akan terjadi dalam arus kolektor total IC

dan tegangan kolektor total VCE . /leh karena tahanan beban a berbeda dengan tahanan

beban d, maka operasi berlangsung sepanjang garis beban a daripada garis beban d.

Perhatikan bah2a garis beban a mempunyai titik jenuh 8saturation point9 yang diberi

lambangIC(sat) dan suatu titik panung yang ditunjukkan dengan

vCE (cutoff) .

2.2.U$ung(u$ung Gar% Be&an A'



6/22


!ntuk mendapatkan harga dariic(sat) dan

vCE(cutoff) dalam 5ambar &-, tegangan

kolektor a diberikan oleh

Dimana tanda minus menunjukkan pembalikan 1asa. /leh karena tegangan a dan arus a

eki4alen dengan perubahan dalam arus dan tegangan total, persamaan di atas dapat ditulis

sebagai6

Dalam 5ambar ), perubahan dalam arus total antara titik Q dan titik jenuh dari garis beban

adalah6

Ini menyatakan kenaikan dalam arus total apabila kita 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

$al ini diperhatikan oleh karena tegangan total menurun bila kita pindah dari titik Q ke titik

jenuh yang terletak pada garis beban.

Apabila perubahan ini disubstitusikan ke dalam persamaan 8&-:9, kita peroleh 6

Dengan menyelesaikan persamaan untuk ini kita peroleh 6

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

di ujung ba2ah dari garis beban adalah



7/22


Gam&ar #. Garis beban ac untuk penguat yang sembarang.

5ambar * memberikan rangkuman dari garis beban. 5aris beban a ini juga berlaku untuk

penguat yang sembarang oleh karena penurunan untuk tittik-titik ujung serupa denganpenurunan dari persamaan 8&-;9 dan 8&-


8/22


Gam&ar *.

epatu!an dc sama denegan seluru! garis beban dc.

Sinyal maksimum tak terpotong

Sebuah penguat akan beroperasi sepanjang garis beban a, bila penguat tersebut

dijalankan oleh sebuah tegangan a. Apabila sinyalnya terlalu besar, sinyal tersebut

akan terpotong di salah satu ujungnya seperti ditunjukkan dalam 5ambar =-a. Apabila

titik Q berada di ba2ah pusat garis beban, kita memperoleh pemotongan seperti

ditunjukkan dalam 5ambar =-a. Apbila titik Q berada di atas pusat dari garis beban,

kita perolehpemotongan "enu!, seperti diperlihatkan dalam 5ambar =-b. Apbila kita

menempatkan Q di tengah-tengah garis beban, kita peroleh sinyal terbesar yang tidak

terpotong 85ambar =-9.

Gambar 5. (a)Penjepitan pancung. (b)Penjepitan kejenuhan. (c) ayun

isyarat maksimal

Ke)atu"an A'



9/22


epatuhan a PP adalah maksimum tegangan keluaran penguat dari punak ke punak

8tanpa pemotongan9. "isalnya dalam 5ambar =-a diperlihatkan garis beban a dengan

titik Q lebih dekat ke keadaan panung daripada keadaan jenuh. /leh karena

perpotongan dalam keadaan terpanung terjadi lebih dulu, maka kepatuhan a-nya

adalah6

Apabila ICQ=1mA dan rL=3K , penguat

harus mempunyai kepatuhan a sebesar

0ilai PP ini menyatakan maksimum dari tegangan keluaran dari punak ke punak

yang tak terpanung dari setiap penguat dengan ICQ=1mA dan rL=3K

Dalam 5ambar =-b, titik Q lebih dekat pada kejenuhan. Ini berarti sinyal keluaran

yang terbesar yang tidak tergantung mempunyai tegangan punak ke punak sebesar

Apabila misalnya VCEQ=5V , penguat mempunyai kepatuhan a sebesar &? >.

Apabila titik Q ditempatkan di pertengahan di garis beban a seperti diperlihatkan

dalam 5ambar =-, penguat mempunyai kepatuhan a yang maksimal, artinya penguat

tersebut dapat menghasilkan sinyalyan tak terpanung yang maksimal. Selanjutnya

/leh karena itu kita dapat menghitung kepatuhan a dengan menggunakan 2VCEQ

atau 2ICQ . rL . Apabila kita menganalisa penguat transistor, kita ingin mengetahui

kepatuhan a-nya. !ntuk setiap penguat, kepatuhan tersebut sama dengan yang

terkeil di antara 2VCEQ dan 2ICQ . rL .



10/22


BAB III

PERAN'ANGAN

Setelah kita mengetahui tentang defnisi dan juga umus!umus dai

"enguat da#a kelas $% Selanjutn#a adalah "eancangan "enguat da#a kelas

$% &ntuk meancang sebuah "enguat da#a kelas $' di"elukan langkah!

langkah dalam membuatn#a' diantaan#a

3.1.Menentukan Transistor.

&ntuk menentukan tansist #ang digunakan "ada "enguat da#a kelas

$% *aka kita memilih tansist jenis +,+ dan memiliki a"likasi untuk "enguat

da#a% -ika kita lihat "ada .amba% 1 maka secaa kasat mata kita akan

mengetahui bentuk fsik tansist da#a% Selain itu' lihat datasheet tansist

untuk mengetahui Power Dissipation, ingat bah/a tansist da#a haus

memiliki ,0 lebih dai '5 /att% ,ada "eancangan angkaian "enguat da#a

kelas $' kami memilih tansist ,41' #ang memiliki kaakteistik dan

absolute maximum rating sebagai beikut%

Tabel 1.Absolute Maximum Ratings o ,41


-enis +,+ "itaial Silicn ansist

$"likasi *edium ,/e inie and

S/itching


11/22


3.2.Menentukan besar VCC , dc , dan ICQ

0alam menentukan besa cc' jangan melebihi dai nilai VCEO 1 %

0an dalam menentukan nilai dai ICQ ' jangan melebihi dai IC D! '3

$%

Sehingga kita menda"atkan

dc=75

IC=0,3A

VCC=20V

ICQ=0,5IC=0,5 (0,3 )=0,15A

3.3.Menentukan nilai RE , RC , R1 dan R2



12/22


:ita mulai dengan menghitung

egangan mite%VE=0,1VCC=0,1 (20 )=2volt

*aka' ahanan mite

RE=VE

IE=

2V

0,15A=13,3

ahanan :lekt

RC=4RE=4 (13,3 )=53,2

egangan ;asis #ang di"elukan

adalah VB=VE+VBE=2+0,7=2,7Volt


13/22


Nilai ResistorHasil

Perhitunan

!an ada "i

Pasaran

R1 865 = 82 =

R2

135 = 12 =RE 13'3 = 15 =

RC ' RL 53'2 = 56 =

3.#.Menentukan besar C1 , C2 dan C3

,ada angkaian "enguat da#a kelas $' ka"asit #ang digunakan adalah

#ang memiliki "laitas (electrolyc capacitor)% &ntuk C1 dan C2 benilai 1

>? kaena han#a sebagai b#"ass% Sedangkan untuk C3 sebesa 1 >?

kaena sebagai ka"asit k"ling%


14/22


Gambar $. #kema yang $iuji cobakan

:aena esist #ang memiliki nilai "ada skema diatas tidak di jual di "asaan'maka kita akan menggantin#a dengan esist #ang nilain#a mendekati nilai"ehitungan% :ami juga menggunakan esist dengan tleansi endah #akni5A% &ntuk menghindai kesalahan nilai dalam "eancangan angkaian%

Tabel 3. %ilai Perhitungan $an %ilai sebenarnya resistor.

+ilaiBesist

+ilai ,ehitungan +ilai Sebenan#a

R1 865 = 82 =

R2

135 = 12 =

RE 13'3 = 15 =

RC ' RL 53'2 = 56 =

BAB I+

PER'OBAAN*.1 Tu$uan Per,-&aan


T%P 31

12' 15 (

5) ($2'

1''

1'5) (

1'


15/22


'erikut adalah tujuan dari perobaan terhadapPenguat elas A6

&. "eguji Penguat elas A yang telah diranang.

). "embuktikan arakteristik dari Penguat elas A.

*.2 Alat an Ba"an

'erikut adalah da1tar dari Alat dan 'ahan yang digunakan dalam perobaan 6

N- Alat/Ba"an Keterangan 0umla"

& /skiloskop Dual #rae &

) @untion 5enerator - &

* "ultimeter Digital San2a &

+ Po2er Supply - &

= Probe /skiloskop - )

: Probe @untion 5enerator - )

; Capit 'uaya - +< #ransistor #IP +& C &

esistor

- &)? B

-


16/22


17/22


'erikut adalah sata hasil pengukuran pada perobaan pada rangkaianPenguat

Daya elas A 6

N-. Bearan N%la%

& > )? >

) >& &:,* >

* >) ),= >

+ >'E ?,; >

= >E &,* >

: >C :,= >

< IE &)=,:= mA

IC )?:,+* mA

5ambar $asil pengukuran 5elombang 6


N-. Keterangan '"annel 1 '"annel 2

&

>oltDi4 Channel & = >

>oltDi4 Channel ) = >#imeDi4 &ms &,< Di4 +,) Di4

0ilai +IN 3 + +OUT 21 +


18/22


Berdasarkan Vin dan Vout yang diperoleh maka :

A=

VO&'

V =

21

9 =2,3

*.4 Anal%% Data an Per"%tungan

Gar% Be&an D'

V2=

R2

R2+R1( VCC=

120

120+820( 20=2,55Volt

IE=IC=V

2VBERE

=2,5V0,7V

15 =123,3mA

IB= IC

)C=

123,3mA

75=1,64mA

VCE=VCCIE(RC+RE )

VCE=20123,3mA (56+15)

VCE=20V8,75

VCE=11,25V

IC(sat)= VCC

RE+RC=

20V

15+56=281,6mA

VCE ( cutoff)=VCC=20Volt



19/22


Penguatan

rC=RC. RL

RC+RL=

56 %.56%

56%+56%=28%

r*

e=25mV

IC=

25mV

123,3mA

=0,202%

A=rC

r*

e

= 28

0,202=138,6

!en,ar% Gar% Be&an A'

rC=RC. RL

RC+RL=

56 %.56%

56%+56%=28%

ic (sat)=ICQ+ VCEQ

rC+rE=123,3mA+ 11,25

28+15=384,92

vce ( cutoff)=VCEQ+ICQ (rC+rE)

vce ( cutoff)=11,25V+123,3mA (28+15 )

vce ( cutoff)=11,25V+5,3V=16,55V



20/22


Per"%tungan(Per"%tungan la%n

V2=VR2=2,5Volt

V=V2VBE=2,50,7=1,8V

VRC=IC( RC=123,3 mA ( 56=6,9V

Anal%% Err-r


N- BearanHa%l

Pengukuran

Ha%l

Per"%tungan

Preenta%

Err-r 5

1 > )? > )? > 6 5

2 >& &:,* > - (

# >) ),= > ),== > 17345

* >'E ?,; ?,; > 65

>E &,* > &,< > 8725

4 >C :,= > :,* > 1795

8 IE &)=,:= mA &)*,* mA 1735

9 IC )?:,+* mA &)*,* mA 485

3 A ),* &*


21/22


BAB +

PENUTUP

.1 Ke%m)ulan

Apabila sebuah transistor mempunyai titik Q didekat tengah-tengah dari garisbeban DC, suatu sinyal AC yang keil mengakibatkan transistor bekerja di daerah akti1

dalam seluruh siklusnya. Apabila isyarat membesar, transistor terus bekerja di daderah

akti1 selama 2aktu menapai punak-punaknya sepanjang garis beban titik jenuh dan

titik panung tidak terpotong. !ntuk membedakan ara operasi ini dari jenis-jenis

lainnya, operasi tersebut disebut dari kelas A. /perasi kelas A, berarti operasi di mana

tidak terjadi pengguntingan di kedua ujung dari sinyal AC. Apabila pengguntingan terjadi,

operasi tersebut tidak lagi disebut dari kelas A.

!ntuk meranang penguat kelas A yang memiliki titik Q ditengah garis beban DC

nya maka menentukan nilai dari setiap hambatan dan juga kapasitor adalah kuninya.

Disamping menentukan hal tersebut pemilihan transistor juga meruapakan hal yang

penting, karena data karakteristik dari sebuah transistor-lah yang akan mempengaruhi

nilai-nilai dari resistor pada rangkaian.

'esarnya penguatan dapat dihitung dengan membandingkan tegangan keluaran

8>out9 dengan tegangan masukan 8>in9. Ciri khas dari sebuah penguat kelas A adalah

memiliki gelombang keluaran yang tidak terpangkas dan bekerja pada daerah akti1.



22/22


.2 Saran

&. Pemilihan transistor hendaknya memiliki karakteristik kerja diatas ?,= Fatt.

). Dalam menentukan Gd lebih baik menggunkana instrument ukur agar hasil dapat

lebih akurat.

*. "enggunakan alat ukur yang masih bekerja dengan baik 8presisi9.

+. "emilih resistor yang tersedia di pasaran dengan ermat, hindari menggunakan

resistor yang memiliki nilai ukup jauh dari yang telah ditentukan pada saat

peranangan.


Documents

Laporan Penguat Daya Kelas A