PENGUAT DAYA KELAS A dan RANGKAIAN DASAR KELAS A

PENGUAT DAYA KELAS A dengan RANGKAIAN DASAR KELAS A

PENGUAT DAYA

Dalam elektronika banyak sekali dijumpai jenis penguat, pengelompokkan dapat berdasarkan:

1. Rentang frekuensi operasi,

a. gelombang lebar (seperti: penguat audio, video, rf dll)

b. gelombang sempit (seperti tuned amplifier).

2. metoda pemasangan rangkaian,

a. pemasangan AC : semua komponen frekuensi rendah

(termasuk dc) tidak diteruskan ke rangkaian penguat

b. pemasangan DC : salah satu tipenya adalah penguat chopper,

sinyal input terbelah menjadi seri pulsa kemudian diperkuat

oleh penguat ac sebelum dikembalikan lagi ke level dc.

3. titik bias pada penguat: kelas A, kelas B, kelas AB dan kelas C

4. tegangan

5. arus

6. daya

Istilah penguatan pada dasarnya berarti membuat menjadi lebih kuat. Dalam bidang elektronika maka yang diperkuat adalah amplitudo dari sinyal. Untuk mengerti bagaimana penguat bekerja perlu dimengerti dua tipe penguatan yang utama yaitu :
1. Penguat tegangan yaitu penguat yang menguatkan tegangan dari sinyal masukan
2. Penguat arus yaitu penguat yang menguatkan arus dari sinyal masukan.
Sedangkan penguat daya yaitu kombinasi dari dua tipe penguat di atas. Meskipun pada kenyataannya semua penguat adalah penguat daya karena tegangan tidak akan ada tanpa adanya daya kecuali jika impedansinya tak terhingga.
Penguat daya bertujuan untuk meningkatkan daya sinyal output. Pada mata kuliah elektronika ini, diterapkan sebagai penguat daya pada speaker. Pada penguat daya ini, tegangan output diatur sama dengan tegangan input DC. Sedangkan nilai arusnya yang diubah-ubah. Pengubahan arus output lebih mudah daripada pengubahan tegangan output. Dan rentang tegangan yang bisa diaplikasikan jauh lebih kecil daripada rentang arus. Oleh karena itu bisa jadi, arus yang diperlukan sangat besar sehingga dalam memilih transistor harus disesuaikan dengan kebutuhan arus. Apabila arus yang dibutuhkan sangat besar sekali, maka dapat dipakai rangkaian transistor Darlington.
Transistor yang memiliki arus kolektor maksimum besar ( sekitar 1,5 A ), ternyata bentuk transistornya berbeda. Ada bagian tengahnya berlubang yang digunakan untuk ‘heat sink’. Heat sink digunakan agar komponen tidak cepat panas. Dengan pemasangan heat sink maka memperluas permukaan transistor sehingga panas semakin cepat terbuang ke udara. Harganya relatif sama dengan transistor daya kecil.
Efisiensi dari penguat daya didefinisikan sebagai perbandingan dari daya yang diterima beban dengan daya yang diberikan oleh catu daya. Macam macam Penguat Daya, Penguat daya diklasifikasikan menurut titik kerjanya. Titik kerja (titik Q) yaitu titik pada garis beban yang menggambarkan keadaan transistor saat tidak ada sinyal masukan. Menurut titik kerjanya penguat diklasifikasikan menjadi penguat klas A, B, AB, C ,D dan masih banyak lagi.
Penguat kelas A
o Penguat dengan letak titik Q di tengah-tengah garis beban.
o Mempunyai sinyal keluaran yang paling bagus diantara penguat jenis yang lain.

o Efisiensinya paling rendah, karena banyaknya daya yang terbuang di transistor.

Berdasarkan dengan tipe pembiasan yang dilakukan oleh penguat, dapat dikelompokkan menjadi:

  1. kelas A : Titik kerja diatur agar seluruh fasa sinyal input diatur sedemikian rupa sehingga seluruh fasa arus output selalu mengalir. Penguat ini beroperasi pada daerah linear.
  2. kelas B : Titik kerja diatur pada suatu sisi ekstrim saja, sehingga daya quiescent sangat kecil. Untuk sinyal input sinusoida, penguatan hanya terjadi pada setengah perioda sinyal input saja.
  3. kelas AB : Titik kerja diatur dua ekstrim dari kelas A dan kelas B. Jadi sinyal output sama dengan nol pada satu bagian namun dengan selang kurang dari setengah siklus sinyal sinus.
  4. kelas C : Titik kerja diatur beropersi untuk arus (tegangan) output sama dengan nol dengan selang lebih besar dari setengah siklus sinus. Sehingga penguat bekerja kurang dari setengah perioda sinyal input.

Kita akan membahas lebih lanjut tentang Penguat Daya Kelas A:

Contoh dari penguat kelas A adalah adalah rangkaian dasar common emiter (CE) transistor. Penguat tipe kelas A dibuat dengan mengatur arus bias yang sesuai di titik tertentu yang ada pada garis bebannya. Sedemikian rupa sehingga titik Q ini berada tepat di tengah garis beban kurva VCE-IC dari rangkaian penguat tersebut dan sebut saja titik ini titik A. Gambar berikut adalah contoh rangkaian common emitor dengan transistor NPN Q1.

Garis beban pada penguat ini ditentukan oleh resistor Rc dan Re dari rumus VCC = VCE + IcRc + IeRe. Jika Ie = Ic maka dapat disederhanakan menjadi VCC = VCE + Ic (Rc+Re). Selanjutnya pembaca dapat menggambar garis beban rangkaian ini dari rumus tersebut. Sedangkan resistor Ra dan Rb dipasang untuk menentukan arus bias. Pembaca dapat menentukan sendiri besar resistor-resistor pada rangkaian tersebut dengan pertama menetapkan berapa besar arus Ib yang memotong titik Q.

Besar arus Ib biasanya tercantum pada datasheet transistor yang digunakan. Besar penguatan sinyal AC dapat dihitung dengan teori analisa rangkaian sinyal AC. Analisa rangkaian AC adalah dengan menghubung singkat setiap komponen kapasitor C dan secara imajiner menyambungkan VCC ke ground. Dengan cara ini rangkaian gambar-1dapat dirangkai menjadi seperti gambar-3. Resistor Ra dan Rc dihubungkan ke ground dan semua kapasitor dihubung singkat.

Dengan adanya kapasitor Ce, nilai Re pada analisa sinyal AC menjadi tidak berarti. Pembaca dapat mencari lebih lanjut literatur yang membahas penguatan transistor untuk mengetahui bagaimana perhitungan nilai penguatan transistor secara detail. Penguatan didefenisikan dengan Vout/Vin = rc / re`, dimana rc adalah resistansi Rc paralel dengan beban RL (pada penguat akhir, RL adalah speaker 8 Ohm) dan re` adalah resistansi penguatan transitor. Nilai re` dapat dihitung dari rumus re` = hfe/hie yang datanya juga ada di datasheet transistor. Gambar-4 menunjukkan ilustrasi penguatan sinyal input serta proyeksinya menjadi sinyal output terhadap garis kurva x-y rumus penguatan vout = (rc/re) Vin.

Ciri khas dari penguat kelas A, seluruh sinyal keluarannya bekerja pada daerah aktif. Penguat tipe class A disebut sebagai penguat yang memiliki tingkat fidelitas yang tinggi. Asalkan sinyal masih bekerja di daerah aktif, bentuk sinyal keluarannya akan sama persis dengan sinyal input. Namun penguat kelas A ini memiliki efisiensi yang rendah kira-kira hanya 25% – 50%. Ini tidak lain karena titik Q yang ada pada titik A, sehingga walaupun tidak ada sinyal input (atau ketika sinyal input = 0 Vac) transistor tetap bekerja pada daerah aktif dengan arus bias konstan. Transistor selalu aktif (ON) sehingga sebagian besar dari sumber catu daya terbuang menjadi panas. Karena ini juga transistor penguat kelas A perlu ditambah dengan pendingin ekstra seperti heatsink yang lebih besar.

Istilah penguatan pada dasarnya berarti membuat menjadi lebih kuat. Dalam bidang elektronika maka yang diperkuat adalah amplitudo dari sinyal. Untuk mengerti bagaimana penguat bekerja perlu dimengerti dua tipe penguatan yang utama yaitu :
1. Penguat tegangan yaitu penguat yang menguatkan tegangan dari sinyal masukan
2. Penguat arus yaitu penguat yang menguatkan arus dari sinyal masukan.
Sedangkan penguat daya yaitu kombinasi dari dua tipe penguat di atas. Meskipun pada kenyataannya semua penguat adalah penguat daya karena tegangan tidak akan ada tanpa adanya daya kecuali jika impedansinya tak terhingga.
Penguat daya bertujuan untuk meningkatkan daya sinyal output. Pada mata kuliah elektronika ini, diterapkan sebagai penguat daya pada speaker. Pada penguat daya ini, tegangan output diatur sama dengan tegangan input DC. Sedangkan nilai arusnya yang diubah-ubah. Pengubahan arus output lebih mudah daripada pengubahan tegangan output. Dan rentang tegangan yang bisa diaplikasikan jauh lebih kecil daripada rentang arus. Oleh karena itu bisa jadi, arus yang diperlukan sangat besar sehingga dalam memilih transistor harus disesuaikan dengan kebutuhan arus. Apabila arus yang dibutuhkan sangat besar sekali, maka dapat dipakai rangkaian transistor Darlington.
Transistor yang memiliki arus kolektor maksimum besar ( sekitar 1,5 A ), ternyata bentuk transistornya berbeda. Ada bagian tengahnya berlubang yang digunakan untuk ‘heat sink’. Heat sink digunakan agar komponen tidak cepat panas. Dengan pemasangan heat sink maka memperluas permukaan transistor sehingga panas semakin cepat terbuang ke udara. Harganya relatif sama dengan transistor daya kecil.
Efisiensi dari penguat daya didefinisikan sebagai perbandingan dari daya yang diterima beban dengan daya yang diberikan oleh catu daya. Macam macam Penguat Daya, Penguat daya diklasifikasikan menurut titik kerjanya. Titik kerja (titik Q) yaitu titik pada garis beban yang menggambarkan keadaan transistor saat tidak ada sinyal masukan. Menurut titik kerjanya penguat diklasifikasikan menjadi penguat klas A, B, AB, C ,D dan masih banyak lagi.
Penguat kelas A
o Penguat dengan letak titik Q di tengah-tengah garis beban.
o Mempunyai sinyal keluaran yang paling bagus diantara penguat jenis yang lain.

o Efisiensinya paling rendah, karena banyaknya daya yang terbuang di transistor.

Topik Terhangat :

  • perhitungan nilai penguat kelas a
  • penguat sinyal klas A
  • rumus garis besar CE kelas A
  • rumus daya untuk penguat akhir
  • rumus daya penguat ce
  • contoh rangkaian penguat kelas A
  • penguat daya kelas a
  • pengguat daya kelas a
  • makalah rangkaian penguat kelas A
  • teori dasar praktikum penguat daya kelas A

Leave a Reply

%d bloggers like this: