PENGUATAN DENGAN TRANSISTOR (ELEKTRONIKA)

2.4     Objek 4 (Penguatan Dengan Transistor)

2.4.1  Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah :

1.        Mengetahui dan mempelajari fungsi transistor sebagai penguat.

2.        Mengetahui karakteristik penguat berkonfigurasi common emitter.

3.        Mengetahui dan mempelajari cara resistansi input, resistansi output dan faktor penguat dari konfigurasi common emitter.

2.4.2  Manfaat

Adapun manfaat dari praktikum ini adalah :

1.        Mengetahui dan mempelajari fungsi transistor sebagai penguat.

2.        Mengetahui karakteristik penguat berkonfigurasi common emitter.

3.        Mengetahui dan mempelajari cara resistansi input, resistansi output dan faktor penguat dari konfigurasi common emitter.

2.4.3  Tinjauan Pustaka

Transistor amplifier disebut juga sebagai transistor penguat. Pada rangkaian amplifier transistor bekerja pada wilayah antara titik jenuh dan kondisi terbuka (cut off), tetapi tidak pada kondisi keduanya. Transistor akan mengalami jenuh apabila arus yang melalui basis terlalu besar sehingga antara kolektor dan emitor bagaikan kawat terhubung dengan begitu tegangan antara kolektor dan emitor Vce adalah 0 Volt. Kemudian transistor akan mengalami Cutoff apabila arus yang melalaui basis sangat kecil sekali sehinga kolektor dan emitor akan seperti kawat yang terbuka dan tegangan antara kolektor emitor akan sama dengan tegangan supply, hal ini karena resistansi keduanya sangat besar sekali medekati tak terhingga sehingga sesuai hukum pembagi tegangan pada rangkaian seri maka tegangan yang jatuh akan lebih besar pada resistansi yang lebih besar.

Prinsip kerja transistor pada contoh rangkaian di bawah adalah, arus kecil pada basis (B) yang merupakan input dikuatkan beberapa kali setelah melalui Transistor. Arus output yang telah dikuatkan tersebut diambil dari terminal Collector (C). Besar kecilnya penguatan atau faktor pengali ditentukan oleh beberapa perhitungan resistor yang dihubungkan pada setiap terminal transistor dan disesuaikan dengan tipe dan karakteristik transistor. Signal yang diperkuat dapat berupa arus DC (searah) dan arus AC (bolak-balik) tetapi maksimal tegangan output tidak akan lebih dari tegangan sumber (Vcc) Transistor.

Gambar 21. Transistor sebagai penguat

Sumber : http://www.linksukses.com/2012/03/transistor-sebagai-penguat.html

Gambar 22. Resistansi input dan output

Sumber : http://www.linksukses.com/2012/03/transistor-sebagai-penguat.html

Ada 3 Macam  konfigurasi dari rangkaian penguat transistor yaitu :

1.             Penguat Common Emitter (Emitor ditanahkan)

Penguat common emitter adalah penguat yang kaki emitter transistor di ground-kan atau ditanahkan, lalu input dimasukkan ke basis dan output diambil pada kaki kolektor. Penguat Common Emitter Mempunyai karakter sebagai penguat tegangan. Konfigurasi ini memiliki resistansi input yang sedang, transkonduktansi yang tinggi, resistansi output yang tinggi dan memiliki penguatan arus (AI), serta penguatan tegangan (AV) yang tinggi.

Gambar 23. Common Emitter

Sumber : https://www.academia.edu/23393199/TRANSISTOR_SEBAGAI_PENGUAT

Penguat Common Emitter Mempunyai Karakter sebagai berikut :

1)   Sinyal output-nya berbalik fasa 180˚ terhadap sinyal input.

2)   Sangat mungkin terjadi isolasi karena adanya umpan balik positif , sehingga sering dipasang umpan balik negatif untuk mencegahnya.

3)   Sering dipakai pada penguat frekuensi rendah (terutama pada sinyal audio).

4)   Mempunyai stabilitas penguatan yang rendah karena bergantung pada kestabilan suhu dan bias transistor.

2.             Penguat Common collector (kolektor ditanahkan)

Penguat common kolektor adalah penguat yang kaki kolektor transistor di ground-kan atau ditanahkan, lalu input dimasukkan ke basis dan output diambil pada kaki emitor. Penguat Common collector Mempunyai karakter sebagai penguat Arus.

Gambar 24. Common collector

Sumber : https://www.academia.edu/23393199/TRANSISTOR_SEBAGAI_PENGUAT

Penguat Common kolektor  mempunyai karakter sebagai berikut :

1)   Sinyal output-nya sefase dengan sinyal input.

2)   Mempunyai penguatan tegangan sama dengan 1.

3)   Mempunyai prnguatan arus sama dengan HFE transistor.

4)   Cocok dipakai untuk penguat penyangga karena mempunyai impedansi output yang rendah.

3.             Penguat Common Base (grounded-base)

Penguat Common Base adalah penguat yang kaki basis transistor di ground-kan, lalu input di masukkan ke emitor dan output diambil pada kaki kolektor. Penguat Common Base mempunyai karakter sebagai penguat tegangan.

Gambar 25. Common Base

Sumber : https://www.academia.edu/23393199/TRANSISTOR_SEBAGAI_PENGUAT

Sifat atau karakter pada Penguat Common Base adalah :

1)   Adanya isolasi input dan output tinggi sehingga Feedback lebih kecil.

2)   Cocok sebagai Pre-Amp karena mempunyai impedansi input tinggi yang dapat menguatkan sinyal kecil.

3)   Dapat dipakai sebagai penguat frekuensi tinggi (biasanya terdapat pada jalur UHF dan VHF).

4)   Dapat dipakai sebagai buffer atau penyangga.

Jenis-jenis resistansi :

1.             Resistansi Input (Ri) adalah nilairesistansi yang dilihat dari masukan sumber tegangan vi. Bahwa Rs adalah resistansi dalam dari sumber tegangan.

2.             Resistansi Output (Ro) adalah resistansi yang dilihat dari keluaran.

Berdasarkan titik kerjanya penguat transistor ada tiga jenis, yaitu:

1.             Penguat Kelas A

Penguat kelas A adalah penguat yang titik kerja efektifnya setengah dari tagangan VCC penguat. Untuk bekerja penguat kelas A memerlukan bias awal yang menyebabkan penguat dalam kondisi siap untuk menerima sinyal. Karena hal ini maka penguat kelas A menjadi penguat dengan efisiensi terendah namun dengan tingkat distorsi (cacat sinyal) terkecil.

2.             Penguat Kelas B

Penguat kelas B adalah penguat yang bekerja berdasarkan tegangan bias dari sinyal input yang masuk. Titik kerja penguat kelas B berada dititik cut-off transistor. Dalam kondisi tidak ada sinyal input maka penguat kelas B berada dalam kondisi OFF dan baru bekerja jika ada sinyal input dengan level diatas 0.6Volt (batas tegangan bias transistor).

3.             Penguat kelas AB

Penguat kelas AB merupakan penggabungan dari penguat kelas A dan penguat kelas B. Penguat kelas AB diperoleh dengan sedikit menggeser titik kerja transistor sehingga distorsi cross over dapat diminimalkan.  Titik kerja transistor tidak lagi di garis cut-off namun berada sedikit diatasnya.

4.             Penguat kelas C

Penguat kelas C mirip dengan penguat kelas B, yaitu titik kerjanya berada di daerah cut-off transistor. Bedanya adalah penguat kelas C hanya perlu satu transistor untuk bekerja normal tidak seperti kelas B yang harus menggunakan dua transistor (sistem push-pull). Hal ini karena penguat kelas C khusus dipakai untuk menguatkan sinyal pada satu sisi atau bahkan hanya puncak- Penguat kelas C tidak memerlukan fidelitas, yang dibutuhkan adalah frekuensi kerja sinyal sehingga tidak memperhatikan bentuk sinyal. Penguat kelas C dipakai pada penguat frekuensi tinggi. Pada penguat kelas C sering ditambahkan sebuah rangkaian resonator LC untuk membantu kerja penguat. Penguat kelas C mempunyai efisiensi yang tinggi sampai 100 % namun dengan fidelitas yang rendah.

2.4.4 Metoda

2.4.4.1 Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah:

1.        Power Supply

2.        Generator Nada

3.        Osiloskop

4.        Multimeter

5.        Kit praktikum

2.4.4.2 Prosedur Kerja

          Adapun prosedur kerja dalam praktium ini adalah:

1.        Faktor Penguatan

a.    Buatlah rangkaian di kit menjadi seperti pada gambar di modul dan sesuaikan nilai-nilai komponen dengan tabel.

b.    Pasang frekuensi generator sehingga menghasilkan sinyal sinus ~10KHz, Vpp = 10 mV. Untuk catatan, transistor yang digunakan memiliki β – 75.

c.    Amati dan catat hasil keluaran pada asiloskop.

d.   Ualangi langkah b dan c untuk bentuk sinyal lain (kotak, segitiga) dan VP lain (10 nilai).

2.        Resistansi Input

a.    Lepaskan hubungan ke osiloskop dan frekuensi generator dan susunlah osiloskop dan frekuensi generator sehingga membentuk seperti gambar pada modul. Perhatikan bahwa RS adalah resistansi internal frekuensi generator, kita tidak perlu menambahkan resistor apapun untuk membentuk skama seperti pada modul.

b.    Hitung Vpp keluaran dari frekuensi generator pada gambar seperti pada modul.

c.    Dengan tidak merubah nilia-nilai komponen dari gambar tersebut dan tidak merubah amplitude output frekuensi generator, susunlah rangkaian seperti pada gambar di modul.

d.   Ubahlah nilai Rvar.

e.    Catat nilai Rvar yang membuat bacaan osiloskop menjadi ½ dari bacaan osiloskop. Maka Ri = Rvar + Rs (Rs = 50 Ω untuk generator fungsi berkonektor koaksial).

3.        Resistansi Output

Vpp lain ( 50 mV dan 200 mV)

a.    Dengan Vs tertentuk, catat hasil bacaan V_PP output di osiloskop dengan titik X dan Y tidak disambung, dan jangan ubah Vs lagi.

b.    Sambunkan X dan Y, kemudian atut nilai Rvar yang memberikan V_PP output di osiloskop yang bernilai ½ poin pertama. Maka Rvar =Ro.

c.    Dengan hasil yang didapat, tentukan nilai β.

d.   Berikan analisa dan kesimpulan yang daidaat dari praktikum.

DAFTAR PUSTAKA

Isparela, Yuda. 2012. Trnsistor Sebagai Penguat. http://www.linksukses.com/2012/03/transistor-sebagai-penguat.html. Diakses pada tanggal 30 Oktober 2016 pukul 13.22 WIB di Padang.

Mondigir, Prisilia. 2013 Basis, Kolektor, Emitter Ditanahkan. http://prisiliamondigir.blogspot.co.id/2013/05/basiskolektoremitter-ditanahkan-common.html. Diakses pada tanggal 30 Oktober 2016 pukul 13.08 WIB di Padang.

Putri, Siti Sonya Marliana Irhaz. 2015. Transistor Sebagai Penguat. https://www.academia.edu/23393199/TRANSISTOR_SEBAGAI_PENGUAT. Diakses pada tanggal 30 Oktober 2016 pukul 13.16 WIB di Padang.

Sianipar, Nicholas Melky s. 2013. Perancangan dan Pembutan Amplifier. https://www.scribd.com/doc/55947573/Perancangan-Dan-Pembuatan-Amplifier. Diakses pada tanggal 30 Oktober 2016 pukul 13.26 WIB di Padang.

Supriyono, Maulid. 2013. Aplikasi Transistor Sebagai Penguat.  http://www.informasicuy.com/2013/07/aplikasi-transistor-sebagai-penguat.html. Diakses pada tanggal 30 Oktober 2016 pukul 13.11 WIB di Padang.