05 - TK1A - Percobaan 6 - Attar PDF
05 - TK1A - Percobaan 6 - Attar PDF
05 - TK1A - Percobaan 6 - Attar PDF
Oleh:
DAFTAR ISI................................................................................................................................... 1
Ⅰ.Tujuan ........................................................................................................................................... 2
ⅠⅠ.Dasar Teori .................................................................................................................................. 2
ⅠⅠⅠ.Alat dan Bahan yang Digunakan ............................................................................................... 3
ⅠⅤ.Langkah Percobaan ................................................................................................................... 4
Ⅴ.Data Hasil Percobaan .................................................................................................................. 5
Amplifier Kelas B ....................................................................................................................... 5
Amplifier Kelas AB .................................................................................................................... 7
ⅤⅠ.Perhitungan, Analisis Data dan Pembahasan........................................................................... ..9
A.Analisis Data ......................................................................................................................... ..9
B.Pembahasan ........................................................................................................................... ..9
Amplifier Kelas B.....................................................................................................................9
Amplifier Kelas AB ................................................................................................................10
ⅤⅠⅠ.Jawaban Pertanyaan dan Tugas .............................................................................................. 11
A.Tugas ..................................................................................................................................... 11
B.Pertanyaan ............................................................................................................................. 12
ⅤⅠⅠⅠ.Kesimpulan ........................................................................................................................... 14
1
PERCOBAAN - 6
PENGUAT SIMETRI KOMPLEMENTER
I. Tujuan
Setelah melaksanakan praktikum, menyusun rangkaian, memeriksa rangkaian dan
menganalisa data diharapkan mahasiswa dapat :
Klasifikasi Amplifier
Bias dc dari rangkaian transistor menentukan klasifikasi amplifier dari transistor tersebut.
Letak titik Q tiap kelas penguat seperti gambar 11.1 berikut.
Penguat Kelas A : titik kerja transistor terletak ditengah-tengah garis beban dc. Transistor
tetap dalam daerah aktif selama seluruh perioda. Sehingga sinyal yang dihasilkan utuh 360o.
Pada dasarnya penguat kelas A bekerja pada bagian linier dari karakteristiknya.
Penguat Kelas B : titik kerja transistor terletak pada titik sumbat (cutoff). Transistor hanya
tinggal dalam daerah aktif untuk setengah perioda. Sehingga sinyal yang dihasilkan setengah
perioda.
Penguat Kelas AB : titik kerja transistor terletak diantara titik kerja klas A dan klas B. Sinyal
yang dihasilkan kurang dari 360o dan lebih dari setengah perioda (180o).
Penguat Kelas C : titik kerja transistor dipilih sedemikian rupa sehingga arus keluarannya
(atau tegangannya) adalah nol untuk lebih dari setengah gelombang dari sinyal sinusoida.
Sehingga sinyal keluaran yang dihasilkan kurang dari setengah gelombang sinusoida.
2
Saturasi
(a) (b)
Gambar 11.1. (a) Kurva karakteristik masukan dan titik operasi
(b) Kurva karakteristik keluaran dan titik operasi.
Penguat kelas A efektif pada penggunaan sebagai penguat daya rendah dan sinyal kecil, dimana
pada penggunaan ini kebutuhan akan efisiensi dan disipasi daya tidak terlalu besar. Namun pada
penguat dengan daya tinggi, diperlukan pendekatan perancangan yang berbeda. Penguat daya
tinggi biasanya digunakan penguat kelas B atau kelas AB, dengan konfigurasi simetri
komplementer. Rangkaian sederhana pada gambar 11.2 berikut merupakan bentuk dasar dari
penguat simetri komplementer, yang menggunakan dua transistor tipe NPN dan PNP yang
berpasangan secara komplementer.
+ Vcc
C1 C2
Vs RL
- Vcc
3
d. Kapasitor 10F; 470F; 0,1F
e. CRO
f. Generator Fungsi 10 Hz s/d 1 MHz
g. Multimeter Analog & Digital
h. Catu Daya 12 Volt
+ 12 Volt
2N 3904
C1 10 uF C2 470 uF
2N 3906
RL 100
4
9. Naikkan amplitudo masukan sehingga mencapai 10 Vp-p. Apakah tetap terjadi cacat?
Apakah terjadi perubahan bentuk cacatnya? Mengapa?
10. Matikan catu daya, kemudian ubahlah rangkaian menjadi seperti berikut ini:
+ 12 Volt
R110K
2N 3904
C1 10 uF D1 1N914 C2 470 uF
D2 1N914
2N 3906
RL 100
R210K
𝐼𝑖𝑛 = 0,01 𝑚𝐴
𝑉𝑐1 = 12 𝑉
𝑉𝑐2 = 0 𝑉
𝑉𝐶𝐸1 = 1,29 𝑉
𝑉𝐶𝐸2 = 10,62 𝑉
5
No Vp-p Gambar
1. 5
6
No Vp-p Gambar
2. 10
Amplifier Kelas AB
𝐼𝑖𝑛 = 1,94 𝑚𝐴
𝑉𝑐1 = 12 𝑉
𝑉𝑐2 = 0 𝑉
𝑉𝐶𝐸1 = 6,06 𝑉
𝑉𝐶𝐸2 = 6 𝑉
7
No Vp- Gambar
p
1. 5
2. 8,2
3. 10
8
𝑉𝑜
𝐴𝑣 = 𝑉𝑖
10
= 10
= 1 𝐾𝑎𝑙𝑖
A. Analisis Data
Selain melakukan pengukuran, kami juga melakukan pengitungan secara teori. Dalam
penghitungan secara teori, didapatkan nilai yang mendekati hasil secara pengukuran.
Tetapi tetap saja terdapat selisih nilai antara hasil pengukuran dengan penghitungan.
Selisih nilai tersebut dikarenakan kurang akuratnya nilai yang kami baca pada multimeter
analog. Selain itu perbedaan hasil pengukuran dan penghitungan bisa juga dikarenakan
tidak tepatnya nilai setiap komponen dan adanya hambatan dalam dari catu daya yang kami
gunakan. Tidak tepatnya nilai komponen bisa juga dikarenakan komponen yang digunakan
pernah terbakar atau karena faktor suhu.
B. Pembahasan
Power amplifier komplementer merupakan bentuk lain penguat push-pull yang
menggunakan dua buah transistor PNP dan NPN yang saling berkomplemen. Keuntungan
penguat komplementer ini adalah tidak diperlukan adanya trafo input dan trafo output.
Dengan syarat transistor yang digunakan harus memiliki karakteristik yang sama (hanya
berbeda PNP dan NPN), yaitu beta transistor sama atau mendekati dan batas – batas
maksimal transistor harus sama.
Meskipun tanpa trafo untuk pembelah fasa pada input power amplifier komplementer,
maka dengan adanya transistor T1 dan T2 yang berbeda jenisnya akan dengan sendirinya
menghantar (atau mati) secara bergantian. Pada saat siklus sinyal input positif, maka basis-
emitor T1 mendapat bias maju sehingga T1 hidup sedangkan basis-emitor T2 mendapat
bias mundur (karena PNP) sehingga T2 mati. Konfigurasi dasar dari tiap penguat transistor
dalam power amplifier simetri komplementer adalah emitter follower, karena sinyal output
diambil dari kaki emitor. Dengan demikian penguatan tegangan Av dari penguat tersebut
9
kurang lebih adalah satu, atau tidak menguatkan. Sedangkan fasa sinyal input dan output
adalah sama atau tidak berlawanan.
Amplifier Kelas B
Pada aplikasi penguat sinyal amplifier kelas B selalu dikonfigurasikan secara push-pull,
yaitu dengan menggabungkan dua amplifier kelas B yang masing-masing penguat
menguatkan setengah gelombang input, sehingga bisa diperoleh sinyal output yang
penuh dimana masing-masing penguat bekerja secara bergantian sesuai dengan polaritas
ayunan sinyal input.
Penggunaan penguat push - pull kelas B masih menyebabkan adanya distorsi crossover,
cacat saat perpidahan dari setengah gelombang yang satu ke setangah gelombang yang
lain karena tegangan basis – emitor (VBE) masing-masing belum mencapai batas yang
ditentukan (germanium 0,3Vdc dan silicon 0,7Vdc). Untuk transistor silikon, maka
gelombang akan terpotong pada daerah sekitar + 0,7Vdc. Untuk menguranginya, pada
output dapat juga dilakukan dengan menaikkan Ib sedikit. Jika terlalu banyak, output
yang dihasilkan akan seperti amplifier kelas A. Untuk menghilangkan cacat tersebut,
maka dikondisikan ke dua transistor tersebut pada kelas AB.
Amplifier Kelas AB
10
Untuk memperbaiki cacat silang ( distorsi crossover ) kedua transistor harus diberi
tegangan bias. Arus diam terjadi dikendalikan melalui R1 , R2 dan D1, D2. Pada transistor
mengalir arus yang cukup untuk memenuhi arus basis yang diperlukan. Kedua transistor
dalam kondisi mengalirkan dan menyebabkan arus diam yang kecil mengalir.
Diperlukan tegangan base-emitter yang lebih besar dari 0,7V untuk transistor bipolar
silikon dapat dilakukan dengan menambahkan dua dioda silikon yang terhubung ke
terminal base transistor. Tegangan biasing yang diaplikasikan ke transistor sama dengan
penurunan tegangan di depan dari dioda. Kedua dioda ini umumnya disebut Biasing
Dioda atau Kompensasi Dioda dan dipilih untuk menyesuaikan karakteristik transistor
yang cocok.
Seiring suhu rangkaian naik, demikian pula halnya dengan dioda karena berada di
sebelah transistor. Tegangan di Junction PN dari dioda sehingga mengurangi pengalihan
sebagian arus base transistor yang menstabilkan arus collector transistor. Jika
karakteristik listrik dari dioda sangat sesuai dengan konstanta transistor sambungan
base-emitter, arus yang mengalir dioda dan arus di transistor akan sama, menciptakan
apa yang disebut cermin arus. Efek dari cermin arus ini mengkompensasi variasi suhu
yang menghasilkan operasi Kelas AB yang diperlukan sehingga menghilangkan distorsi
crossover.
11
2𝑉𝐶𝐸 − 𝑉𝑅 − 𝑉𝐷 − 𝑉𝐷 − 𝑉𝑅 = 0
2𝑉𝐶𝐸 − 2𝑉𝑅 − 2𝑉𝐷 = 0
𝑉𝐷 = 𝑉𝐵𝐸
2𝑉𝐶𝐸 = 𝑉𝐶𝐶
𝐼𝐷1 = 𝐼𝑐
𝑉𝐶𝐶−2𝑉𝐵𝐸
𝐼𝑐 = 2𝑅
12−(2×0,7)
= 2×10𝐾
= 5,3 × 10−4 𝐴
𝑉 = 𝐼 . 𝑅𝑑𝑡
𝑉
𝑅𝑑𝑡 = 𝐼𝑐
= 2641,5 Ω
𝐼𝐷1 = 𝐼𝐷2
𝑅𝐷1 = 𝑅𝐷2
2641,5
𝑅𝐷1 = 2
= 1320,75 Ω
B. Pertanyaan
1. Konfigurasi dasar dari tiap penguat transistor dalam power amplifier simetri
komplementer adalah emitter follower, karena sinyal output diambil dari kaki emitor.
Dengan demikian penguatan tegangan Av dari penguat tersebut kurang lebih adalah
satu, atau tidak menguatkan. Sedangkan fasa sinyal input dan output adalah sama atau
tidak berlawanan.
12
2. Pada saat siklus sinyal input berubah menjadi negatif, maka basis-emitor T1 mendapat
bias mundur sehingga T1 mati. Sedangkan basis-emitor T2 mendapat bias maju (karena
PNP) sehingga T2 menjadi hidup.
Pada saat siklus sinyal input positif arah arus kolektor ic dari kanan ke kiri, dan saat
siklus sinyal input negatif arah arus kolektor ic dari kiri ke kanan. Hal ini
menunjukkan bahwa polaritas sinyal output sesuai dengan polaritas sinyal input.
𝑉𝐶𝐶
4. 𝐼𝑐(𝑠𝑎𝑡) = 𝑅𝐿
12
= 100
= 0,12 𝐴
𝐼𝑐(𝑠𝑎𝑡) ×𝑉𝐶𝐶
𝑃𝑖 = 𝜋
0,12 ×12
= 180
= 0,008 𝑊𝑎𝑡𝑡
13
𝑃𝑜
𝐴𝑝 = 𝑃𝑖
0,36
= 0,008
= 45 𝐾𝑎𝑙𝑖
𝐴𝑝 (𝑑𝐵) = 10 log 𝐴𝑝
= 10 log 45
= 10 × 1,653
= 16,53 𝑑𝐵
Cara Mengukur
Dengan mengukur komponen-komponen yang dibutuhkan untuk mencari daya AC
output dan DC input.
VIII. Kesimpulan
Dari percobaan yang telah kami lakukan dapat disimpulkan bahwa penguat semi
komplementer merupakan bentuk lain bentuk lain penguat push-pull yang menggunakan dua
buah transistor PNP dan NPN yang salih berkomplemen. Keuntungan dari penguat ini adalah
tidak diperlukan adanya trafo input dan trafo output. Penguat dibagi dalam beberapa kelas yaitu
penguat kelas A, penguat kelas B, penguat kelas AB, dan penguat kelas C. Pembagian kelas
ini berdasarkan titik kerjanya. Penguat push - pull kelas B masih menyebabkan adanya distorsi
crossover , cacat saat perpidahan dari setengah gelombang yang satu ke setangah gelombang
yang lain karena tegangan basis – emitor VBE masing-masing belum mencapai batas yang
ditentukan (germanium 0,3Vdc dan silicon 0,7Vdc). Untuk transistor silikon, maka gelombang
akan terpotong pada daerah sekitar + 0,7Vdc. Untuk memperbaikinya ( cacat crossover ) kedua
transistor harus diberi tegangan bias melalui sumber tegangan DC bagi VBE ke dua transistor
dengan memasang dua buah dioda. Pada rangkaian simetri komplementer, penguatan tegangan
kurang lebih satu atau dapat dikatakan rangkaian ini tidak menguatkan. Sedangkan fasa sinyal
input dan output adalah sama atau tidak berlawanan.
14