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 PD(maks) dua kali daya beban; dia juga mempunyai titik stasioner atau aliran arus tanpa sinyal 50% IC(sat) jika titik Q ditengah-tengah. Dalam tingkat-tingkat bagian muka dari sistem rating PD(maks) dan aliran arus tanpa sinyal biasanya cukup kecil untuk diterima. Tetapi dekat bagian akhir dari banyak sistem, rating PD(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 PD(maks) turun menjadi seperlima dari daya beban dan aliran arus tanpa sinyal sekitar 1% dari IC(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.
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)
(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 rE 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 rE, tegangan pada rE 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)
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
60
270 48 270
100u
49
61
C
B 500
V cc
50
E 51
1
100u
1 54
55
E
O u tp u t 58
9 k1 45
In p u t 46
B
47
10
22u 57
56
C
5 k1
150
100u
4.
5) Rangkaian Percobaan
:
5. Prosedur Percobaan
:
a. Pastikan bahwa rangkaian yang anda gunakan adalah ITF – 012! b. Pasanglah DC Power Supply 15V pada terminal 60 – 61!
c. Pasanglah resistor beban 1kΩ pada terminal output 53 – 58! d. Pasanglah Oscilloscope dual trace, channel 1 pada terminal input 47 – 57 dan channel 2 pada terminal output 53 – 58! Posisi selector CHOP! e. Pasanglah Function Generator pada terminal 45 – 46 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 49 – 57 (sinyal basis) dengan probe channel 1 dan sinyal pada terminal 53 – 58 (sinyal output) dengan probe channel 2! Gambarkan hasilnya pada kertas grafik! i. Dengan menggunakan oscilloscope dual trace posisi CHOP, amati sinyal pada terminal 47 – 57 (sinyal basis input) dengan probe channel 1 dan sinyal pada terminal 56 – 58 (sinyal kolektor) dengan probe channel 2! Gambarkan hasilnya pada kertas grafik! j. Dengan menggunakan DC Voltmeter, ukur harga tegangan VBE1 pada terminal 49 – 50! Catat hasilnya pada tabel 1! k. Dengan menggunakan DC Voltmeter, ukur harga tegangan VBE2 pada terminal 55 – 54! Catat hasilnya pada tabel 1! l. Dengan menggunakan DC Voltmeter, ukur harga tegangan VE 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): I CQ =
•
Vcc − 2VBE R1 + R2
Daya keluaran rms
jika VBE1 = VBE 2
:
(Vo(rms)) 2 Po(rms ) = RL •
Suplai daya dc untuk penguat
:
PDC = VCC ⋅ I C (dc) •
Efisiensi penguat :
η=
Po(rms ) × 100% PDC
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 47 – 57 dengan channel 1 dan bentuk sinyal output pada terminal 53 – 58 dengan channel 2! Gambarkan hasilnya pada kertas grafik!
6. Tabel Hasil Percobaan
:
Tabel 1 Tegangan Bias Tegangan Terukur
Hasil Pengukuran
VBE1 VBE2 VE
Tabel 2 Effisiensi Penguat Parameter Vo (rms)
Hasil Pengukuran
IC (dc) Po (rms) PDC η
Tabel 3 Respon Frekuensi Frek. (Hz) 10 20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10 k 20 k 50 k 100 k 200 k 500 k 1M
Vout (rms)
Av=Vout/Vin
