fig 12.35
1. Pendahuluan [kembali]
Penguat (amplifier) merupakan komponen
penting dalam berbagai sistem elektronik yang berfungsi untuk memperbesar
sinyal, baik dalam aplikasi komunikasi, audio, maupun instrumentasi. Salah satu
jenis penguat yang paling sederhana dan paling awal dikembangkan adalah penguat
kelas A. Meskipun memiliki efisiensi daya yang rendah, penguat kelas A tetap
banyak digunakan karena mampu memberikan penguatan sinyal dengan tingkat
distorsi yang sangat rendah.
Salah satu konfigurasi dasar dari penguat
kelas A adalah series-fed Class A amplifier. Konfigurasi ini menggunakan
transistor sebagai elemen aktif yang dikendalikan oleh arus basis, serta diberi
catu daya melalui resistor beban yang terhubung secara seri dengan sumber
tegangan. Karena strukturnya yang sederhana, konfigurasi ini sering digunakan
dalam pembelajaran dasar elektronika analog, serta dalam aplikasi-aplikasi yang
mengutamakan linearitas dan kestabilan sinyal dibandingkan efisiensi daya.
2. Tujuan [kembali]
1. Mempelajari prinsip kerja penguat kelas A, khususnya
dalam konfigurasi series-fed, dan memahami bagaimana arus basis dan arus
kolektor memengaruhi sinyal output.
2. Menghitung daya input dan daya output
dari rangkaian, serta menentukan efisiensi dari penguat.
3.Menganalisis pengaruh perubahan nilai
resistor bias (RB) terhadap daya yang diserap dan daya yang dihasilkan oleh
rangkaian.
4.Menentukan daya output maksimum yang
dapat dihasilkan oleh penguat tanpa menyebabkan distorsi kliping pada sinyal
output.
3. Alat dan Bahan [kembali]
1. Transistor tipe npn
Sederhananya, transistor npn merupakan
komponen elektronika yang terdiri dari dua semikonduktor tipe-n yang mengapit
semikonduktor. Ketika sinyal kecil diberikan pada lapisan basis transistor,
maka transistor NPN akan mengalirkan arus listrik dari lapisan kolektor ke
lapisan emitor. Arus listrik yang mengalir melalui transistor dapat
dikendalikan oleh sinyal kecil yang diberikan pada basis.
2. Resistor
Resistor adalah komponen
elektronik pasif yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran arus
listrik dalam suatu rangkaian, komponen ini digunakan untuk mengatur arus,
membagi tegangan, melindungi komponen lain dari arus berlebih, dan sebagai
bagian dari filter, pengatur waktu, atau pembentuk sinyal. Nilai hambatan
resistor ditentukan oleh kode warna atau ditulis langsung pada bodinya.
3. Kapasitor
Kapasitor adalah suatu alat yang
dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan
ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor mempunyai satuan
Farad dari Michael Faraday.
4. Ground
Ground dalam sebuah rangkaian
elektronik adalah titik referensi tegangan nol volt yang digunakan sebagai
acuan untuk semua tegangan lainnya dalam rangkaian. Ground bukan berarti harus
terhubung secara fisik ke bumi, tapi bisa berarti titik nol secara konseptual
atau fungsional di dalam sistem.
4. Dasar Teori [kembali]
a. Penguat Kelas A (Class A Amplifier)
Penguat kelas A adalah jenis
penguat yang menggunakan transistor yang beroperasi pada daerah aktif selama
seluruh siklus sinyal input. Hal ini membuat arus kolektor mengalir secara
terus-menerus, bahkan saat tidak ada sinyal input. Keunggulan utama penguat
kelas A adalah distorsi sinyal yang sangat rendah dan linearitas yang tinggi,
menjadikannya cocok untuk aplikasi audio dan komunikasi analog. Namun,
kelemahan utamanya adalah efisiensi daya yang rendah, karena daya terus dikonsumsi
sepanjang waktu.
b. Konfigurasi Series-Fed
Konfigurasi series-fed merupakan bentuk dasar
dari penguat kelas A, di mana resistor beban (RC) dihubungkan secara seri
antara kolektor transistor dan sumber tegangan DC (Vcc). Tegangan output
diambil dari kolektor terhadap ground. Karena tidak ada pemisahan jalur arus AC
dan DC secara khusus (seperti pada transformer-coupled amplifier), semua arus
kolektor mengalir melalui RC, menyebabkan daya diserap terus-menerus oleh
resistor tersebut. Transistor dalam konfigurasi ini memperkuat sinyal input
dengan cara memanfaatkan hubungan antara arus basis dan arus kolektor (Ic
= B.Ib)
5. Example [kembali]
|
|
|
Example 1 |
6. Problem [kembali]
1. Calculate the input and output power for the circuit of
Fig. 12.35 . The input signal results in a base current of 5 mA rms.
Jawab :
2. Calculate the input power dissipated by the circuit of
Fig. 12.35 if RB is changed to 1.5 k.
Jawab :
3. What maximum output power can be delivered by the
circuit of Fig. 12.35 if RB is changed to 1.5k?
Jawab :
4. If the circuit of Fig. 12.35 is biased at its
center voltage and center collector operating point, what is the input power
for a maximum output power of 1.5 W?
Jawab :
7. Soal Latihan [kembali]
1. Ciri utama dari series-fed Class A amplifier adalah:
A. Transistor hanya bekerja saat setengah
siklus sinyal input
B. Arus kolektor mengalir terus-menerus
selama 360° dari sinyal input
C. Efisiensinya tinggi karena tidak ada
rugi daya
D. Tidak memerlukan resistor beban
Jawaban: B. Arus kolektor mengalir terus-menerus selama
360° dari sinyal input
2. Kelemahan utama dari amplifier Class A jenis
series-fed adalah:
A. Tidak stabil pada suhu tinggi
B. Kompleksitas rangkaiannya tinggi
C. Efisiensi dayanya sangat rendah
D. Tidak cocok untuk sinyal AC
Jawaban: C. Efisiensi dayanya sangat rendah
3.Pada series-fed Class A amplifier, daya maksimum dibuang
dalam bentuk panas saat:
A. Tidak ada sinyal input
B. Sinyal input maksimum
C. Saat transistor dalam keadaan cutoff
D. Saat transistor dalam keadaan saturasi
Jawaban: A. Tidak ada sinyal input
8. Percobaan [kembali]
a. Prosedur
1). Buka aplikasi proteus
2). Pilih komponen yang akan digunakan dalam
rangkaian
3). Susunlah komponen sesuai gambar
4). Setelah merangkai seluruh komponen,
jalankan simulasi
5). Amatilah simulasi yang sedang berjalan
b. Rangkaian simulasi dan prinsip kerja
Rangkaian
Video Presentasi
Rangkaian Series-Fed Class A Amplifier bekerja dengan
menggunakan transistor NPN dalam konfigurasi common-emitter yang dibias pada
daerah aktif. Resistor RB berfungsi memberikan bias pada basis transistor,
sedangkan resistor RC menjadi beban kolektor yang menghasilkan tegangan output.
Sinyal input AC diberikan melalui kapasitor kopling (C1) yang memblokir
komponen DC. Fluktuasi tegangan input menyebabkan perubahan arus basis, yang
diperkuat oleh transistor menjadi perubahan arus kolektor. Perubahan ini menghasilkan
tegangan output di RC yang berbanding terbalik fasa (180°) terhadap input.
Transistor tetap konduksi sepanjang siklus sinyal, sehingga
penguat ini menghasilkan sinyal output yang linear dengan distorsi rendah,
meskipun efisiensinya rendah. Titik kerja (Q-point) diatur agar transistor
tetap dalam kondisi aktif untuk memastikan penguatan sinyal berlangsung secara
optimal.
9. Download File [kembali]
Download Rangkaian 12.35 klik
disini
Download Datasheet Resistor klik
disini
Download Datasheet Transistor 2N2222 klik
disini
Download Tambahan Datasheet Transistor 2N2222 klik
disini
Download Datasheet Kapasitor klik disini
Komentar
Posting Komentar