YEPE Elektronika Tak Linier 2017 A
Elektronika Tak Linier
Yuliman Purwanto
2017
Silabi
1. Pendahuluan : komponen tak linier.
2. Teorema Dioda : dioda penyearah, dioda zener,
dioda terobos (tunnel dioda), varactor, LED.
3. Teorema transistor : pra-tegangan, titik kerja,
penguat tak linier
4. Rangkaian tak linier : RL, RC, RLC, tanggapan
frekuensi, untai resonansi.
5. Rangkaian operasional : penunda, pemotong,
pembatas, pembanding.
6. Multivibrator : monostabil, bistabil, astabil,
penyulut Schmitt (Schmitt trigger)
7. Osilator : sinusoidal, non-sinusoidal.
Pustaka
• J. Millman and C. C. Halkias, “Electronic Devices and
Circuits”, McGraw-Hill, 1967.
• J. Millman and C. C. Halkias, “Integrated Electronics”,
McGraw-Hill, 1972.
• J. Millman and H.Taub, “Pulse, Digital and Switching
Waveforms”, McGraw-Hill, 1965.
• Leonard Strauss, “Wave Generationg and Shaping”,
McGraw-Hill, 1960.
• Adel S. Sedra dan Kenneth C. Smith, “ Microelectronics Circuit”, 5th ed., Oxford University Press, 2011.
PENDAHULUAN
Komponen Elektronik tak Linier
• Induktor
• Kapasitor
• Semikonduktor : dioda, transistor, FET
Induktor (kumparan, koil)
• Induktor : komponen pasif elektronika yang tersusun
dari lilitan kawat (dengan inti besi maupun tanpa inti)
yang bisa menghasilkan medan magnet bila dialiri arus
listrik dan sebaliknya bisa menghasilkan listrik bila
diberi medan magnet.
• Sifat :
• Bereaksi terhadap sinyal AC, yakni nilai impedansi/
reaktansi akan meningkat dengan meningkatnya
frekuensi sinyal ZL = jwL
• Fungsi :
• Komponen pembentuk tapis (filter)
• Komponen pembentuk resonator
• Penaik dan penurun tegangan AC
• Penghasil medan magnetik
Karakteristik Induktor
Contoh Induktor
Kapasitor (kondensator)
• Kondensator : komponen pasif elektronika yang tersusun
dari 2 lempengan logam (baik dengan dielektrik maupun
tidak) yang bisa menyimpan medan listrik.
• Sifat :
• Bereaksi terhadap sinyal AC, yakni nilai impedansi/
reaktansi akan menurun dengan meningkatnya
frekuensi sinyal ZC = 1/jwC
• Fungsi :
• Komponen pembentuk tapis (filter)
• Komponen pembentuk resonator
• Komponen pengeblok sinyal DC
• Penghasil medan listrik
Karakteristik Kapasitor
Contoh Kapasitor
Semikonduktor
• Struktur Atom Silikon (Si) dan Germanium (Ge)
• Ikatan kovalen
• Semikonduktor (Si) jenis N
• Semikonduktor (Si) jenis P
P-N Junction
Dioda
• Dioda : komponen pasif elektronika yang
terbentuk dari bahan semikonduktor p-n yang
mampu mengalirkan arus pada satu arah.
• Sifat :
• Mengalirkan arus listrik pada satu arah dan
menahan arus listrik pada arah sebaliknya.
• Fungsi :
• Penyearah arus AC
• Pembatas arus DC
• Pendeteksi sinyal radio termodulasi
• Sebagai kapasitor variabel (varactor)
Karakteristik dioda
Dioda standar :
Dioda zener :
Dioda terowongan (tunnel diode) :
SCR :
Karakteristik dioda
SCR :
Jenis Dioda
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Dioda sinyal kecil
Dioda penyearah
Dioda zener
Dioda terowongan/esaki
Dioda varactor/varicap
Dioda foto
Dioda kontak titik/kristal
Dioda penyearah terkendali silikon (SCR)
Dioda pancar cahaya (LED, LASER)
Dioda Gunn
Dioda PIN
Dioda Schottky
Dioda Shockley
Dioda Peltier
Thyristor : Diac, Triac
Contoh Dioda
Rangkaian dioda
•
Pendeteksi sinyal
Rangkaian dioda
•
Penyearah ½ gelombang
•
Penyearah gelombang penuh
•
Penyearah gelombang penuh dengan tapis kapasitor
•
Rangkaian pemantap tegangan dengan dioda
•
Dioda varactor
Karakteristik :
Kapasitansi :
•
Aplikasi dioda varactor : FM modulator
• Tegangan dari sumber informasi (modulating signal) akan
mengubah nilai kapasitansi varactor CD yang terpasang paralel
dengan “tank circuit” (rangkaian tertala) pada rangkaian
osilator.
• Perubahan nilai kapasitansi akan langsung mengubah nilai
frekuensi resonansi sesuai rumus :
•
Dioda terowongan
•
Aplikasi SCR : pengendali putaran motor
•
Aplikasi diode PIN : saklar elektronik tegangan tinggi
•
Aplikasi dioda foto : pendeteksi gelap
• Tugas !
• Buatlah film pendek tentang bahan pembentuk, karakteristik dan
contoh aplikasi dari beberapa jenis dioda (lihat materi di pembagian
kelompok).
• Panjang film minimum 5 menit dan diunggah di Youtube.
• Beri nama file : Kelompok..... Tugas Elektronika tak Linier Fakultas
Teknik UDINUS 2017.
• Batas waktu pengunggahan : 5 April 2017. Film akan diputar di kelas
(on line) dan didiskusikan.
• Pembagian Kelompok
1. Kelompok 1 : Revaldi, Yullyandre, Angga Indrias, Guntur.
Materi : dioda sinyal kecil, dioda penyearah dan dioda zener.
2. Kelompok 2 : Yuda Agustanto, Eki Yuni, Iskandar Wibowo, Nurul
Wafa. Materi : dioda terowongan/esaki, dioda varactor/varicap,
dioda foto.
3. Kelompok 3 : Qodri Andrian, Herdian Fajar, Satria Yoda,
Andriyanto. Materi : dioda kontak titik/kristal, dioda penyearah
terkendali silikon (SCR), dioda pancar cahaya LED.
4. Kelompok 4 : Rahmat S., Agung Budi H, Rois M, Gilang Ardi.
Materi : dioda LASER, dioda Gunn, dioda PIN
5. Kelompok 5 : Dicky Setya, Bagas F, Agung Dwiyanto, Nova
Andriawan. Materi : dioda Schottky, dioda Shockley, dioda Peltier
6. Kelompok 6 : Veronica Tia P, Ariefi Putri Herlino, Nindi Devi.
Materi : dioda thyristor jenis Diac, jenis Triac, dioda super barrier.
Transistor
•
Transistor : komponen aktif elektronika yang terbentuk
dari bahan semikonduktor p-n-p, n-p-n, atau efek medan (p
atau n) yang mampu menguatkan sinyal masukan, atau
berfungsi sebagai saklar.
•
Sifat :
• Menguatkan sinyal masukan
• Memutus-sambung arus listrik
•
Fungsi :
• Penguat sinyal
• Penyangga sinyal
• Saklar arus
•
Jenis :
• Bipolar Junction Transistor : PNP, NPN
• Field Effect Transistor (FET) : N-type, P-type
Transistor
IGFET
MOSFET
Simbol
Contoh transistor
Jenis casing transistor
Karakteristik Transistor Bipolar
Karakteristik Transistor JFET
Karakteristik Transistor MOSFET
Pra-tegangan (bias) Transistor
•• Tujuan
Tujuan ::
•• Menentukan
Menentukan garis
garis beban
beban (titik
(titik kerja).
kerja).
•• Menentukan
Menentukan kategori
kategori kelas
kelas penguat
penguat
menentukan
menentukan daerah
daerah
kerja
kerja (garis
(garis beban)
beban) transistor.
transistor.
•• Garis
Garis beban
beban :: perbandingan
perbandingan arus
arus kolektor
kolektor IICC dan
dan besarnya
besarnya
tegangan
.
tegangan kolektor-emiter
kolektor-emiter V
VCE
CE.
•• Garis
Garis beban
beban dibedakan
dibedakan atas
atas :: garis
garis beban
beban DC
DC dan
dan garis
garis
beban
beban AC.
AC.
•• Cara
Cara memberikan
memberikan pra-tegangan
pra-tegangan ::
1.
1. Pra-tegangan
Pra-tegangan Basis.
Basis.
2.
2. Pra-tegangan
Pra-tegangan Pembagi
Pembagi Tegangan.
Tegangan.
3.
3. Pra-tegangan
Pra-tegangan Umpan
Umpan Balik
Balik Emitter.
Emitter.
4.
4. Pra-tegangan
Pra-tegangan Umpan
Umpan Balik
Balik Kolektor.
Kolektor.
5.
5. Pra-tegangan
Pra-tegangan Emiter.
Emiter.
Besaran Properti Transistor
••
V
: tegangan maksimal kolektor-emiter dalam keadaan basis terbuka
VCEO
CEO : tegangan maksimal kolektor-emiter dalam keadaan basis terbuka
Tegangan
Tegangan kerja
kerja antara
antara kolektor
kolektor dan
dan emitor
emitor harus
harus berada
berada di
di bawah
bawah
nilai
.
nilai V
VCEO
CEO.
••
IICC :: arus
arus maksimal
maksimal yang
yang mengalir
mengalir pada
pada kolektor
kolektor Besar
Besar arus
arus maksimal
maksimal
ini
ini tidak
tidak boleh
boleh dilampaui.
dilampaui.
PPdd max
max :: disipasi
disipasi daya
daya maksimal
maksimal transistor
transistor
Daya
Daya yang
yang dibebankan
dibebankan
kepada
kepada transistor
transistor harus
harus berada
berada di
di bawah
bawah nilai
nilai PPdd..
••
••
ffTT :: frekuensi
frekuensi maksimal
maksimal dari
dari sinyal
sinyal yang
yang bisa
bisa ditangani
ditangani transistor
transistor
Transistor
Transistor tidak
tidak bisa
bisa bekerja
bekerja dengan
dengan sinyal
sinyal berfrekuensi
berfrekuensi di
di atas
atas ffT.T.
••
hhFE
: nilai penguatan (gain) arus DC. Arus basis akan mempengaruhi
FE : nilai penguatan (gain) arus DC. Arus basis akan mempengaruhi
besar
.
besar arus
arus pada
pada kolektor,
kolektor, karena
karena IICC == IIBB xx hhFE
FE.
••
hhfefe :: nilai
dan
nilai penguatan
penguatan ((gain
gain)) arus
arus AC
AC (sinyal
(sinyal yang
yang diproses).
diproses). Nilai
Nilai hhFE
FE dan
hhfefe bisa
bisa tidak
tidak sama.
sama.
Contoh Datasheet Transistor 2N2222
Contoh Datasheet Transistor 2N2222 (lanjut)
Contoh Datasheet Transistor 2N2222 (lanjut)
Pra-tegangan Basis Sumber Luar :
• Di mana b = hFE transistor.
• Maka garis beban DC-nya :
• Basis diberi tegangan buka
dari sumber luar yang akan
menghasilkan arus basis IB .
• Arus basis akan menentukan
besarnya arus kolektor IC dan
besarnya tegangan kolektoremiter VCE.
Pra-tegangan Pembagi Tegangan :
• Tegangan basis :
• Tegangan emiter :
• Arus emiter :
• Menentukan arus kolektor :
Transistor jenuh VCE = 0, IC = IE ; Transistor cutoff IC = 0
Pra-tegangan Umpan Balik Emiter :
• Menentukan arus kolektor :
• Garis beban DC :
Pra-tegangan Umpan Balik Kolektor :
• Menentukan arus kolektor :
• Garis beban DC :
Pra-tegangan Emiter :
• Pada emiter diberikan
tegangan dari sumber luar.
• Menentukan arus emiter :
• Garis beban DC :
Contoh :
Gambarkan
Gambarkan garis
garis beban
beban DC
DC untuk
untuk rangkaian
rangkaian transistor
transistor di
di bawah
bawah ini.
ini.
Jawab
Jawab ::
Maka
Maka garis
garis beban
beban DC-nya
DC-nya ::
Klasifikasi Penguat
••
Berdasarkan
Berdasarkan konfigurasi
konfigurasi transistornya
transistornya ::
1.
1. Penguat
Penguat emiter
emiter bersama
bersama ((common
common emitter/CE
emitter/CE amplifier
amplifier))
2.
2. Penguat
Penguat kolektor
kolektor bersama
bersama ((common
common collector/CC
collector/CC amplifier
amplifier))
3.
3. Penguat
Penguat basis
basis bersama
bersama ((common
common base/CB
base/CB amplifier
amplifier))
••
Berdasarkan
Berdasarkan sinyal
sinyal masukannya
masukannya ::
1.
1. Penguat
Penguat sinyal
sinyal kecil
kecil ((small
small signal
signal amplifier
amplifier))
2.
2. Penguat
Penguat sinyal
sinyal besar
besar ((large
large signal
signal amplifier
amplifier))
••
Berdasarkan
Berdasarkan jenis
jenis keluarannya
keluarannya
1.
1. Penguat
Penguat tegangan
tegangan ((voltage
voltage amplifier
amplifier))
2.
2. Penguat
Penguat arus
arus ((current
current amplifier
amplifier))
3.
3. Penguat
Penguat daya
daya ((power
power amplifier
amplifier))
••
Berdasarkan
Berdasarkan komponen
komponen aktifnya
aktifnya ::
1.
1. Penguat
Penguat transistor
transistor bipolar
bipolar
2.
2. Penguat
Penguat efek
efek medan
medan (FET)
(FET)
••
Berdasarkan
Berdasarkan jumlah
jumlah tingkatnya
tingkatnya ::
1.
1. Penguat
Penguat satu
satu tingkat
tingkat ((single
single stage
stage amplifier
amplifier))
2.
2. Penguat
Penguat bertingkat
bertingkat banyak
banyak ((multistage
multistage amplifier
amplifier))
Klasifikasi Penguat (lanjut)
••
Berdasarkan
Berdasarkan kondisi
kondisi pengoperasiannya
pengoperasiannya ::
1.
5.
1. Penguat
Penguat kelas
kelas A
A
5. Penguat
Penguat kelas
kelas D
D
2.
6.
2. Penguat
Penguat kelas
kelas B
B
6. Penguat
Penguat kelas
kelas E,
E, F
F
3.
7.
3. Penguat
Penguat kelas
kelas AB
AB
7. Penguat
Penguat kelas
kelas G,
G, H
H
4.
8.
4. Penguat
Penguat kelas
kelas CC
8. Penguat
Penguat kelas
kelas S
S
••
Berdasarkan
Berdasarkan frekuensi
frekuensi kerjanya
kerjanya ::
1.
1. Penguat
Penguat frekuensi
frekuensi audio
audio ((audio
audio frequency/AF
frequency/AF amplifier
amplifier))
2.
2. Penguat
Penguat frekuensi
frekuensi menengah
menengah ((intermediate
intermediate frequency/IF
frequency/IF amplifier
amplifier))
3.
3. Penguat
Penguat frekuensi
frekuensi radio
radio ((radio
radio frequency/RF
frequency/RF amplifier
amplifier))
••
Berdasarkan
Berdasarkan metoda
metoda kopling/penyambungan
kopling/penyambungan antar
antar tingkatnya
tingkatnya ::
1.
1. Penguat
Penguat kopling
kopling langsung
langsung ((direct
direct coupling/DC
coupling/DC amplifier
amplifier))
2.
2. Penguat
Penguat kopling
kopling kapasitor
kapasitor
3.
3. Penguat
Penguat kopling
kopling transformator
transformator
•• Berdasarkan
Berdasarkan lebar
lebar pita
pita frekuensinya
frekuensinya ::
1.
1. Penguat
Penguat berpita
berpita sempit
sempit ((narrow
narrow band
band amplifier
amplifier))
2.
2. Penguat
Penguat berpita
berpita lebar
lebar ((wide
wide band
band amplifier
amplifier))
• Karakteristik :
Konfigurasi basis bersama : menghasilkan penguatan tegangan
namun tidak menghasilkan penguatan pada arus.
Konfigurasi kolektor bersama (disebut juga sebagai pengikut
emiter (emitter follower) menghasilkan penguatan tegangan
mendekati 1.
Konfigurasi emiter bersama merupakan konfigurasi penguat
transistor yang paling sering digunakan karena menghasilkan
penguatan tegangan dan arus secara bersamaan.
• Penguat tegangan :
• Penguat daya :
• Penguat arus :
• Penguat frekuensi audio :
• Penguat frekuensi radio :
• Penguat frekuensi menengah :
• Penguat kopling langsung:
• Penguat kopling transformator :
• Penguat kopling kapasitor :
• Penguat pita sempit :
• Penguat pita lebar :
• Aplikasi : penguat RF pada stasiun
pemancar radio.
• Aplikasi : penguat/booster
penerima radio/TV.
Kelas Penguat Transistor
•• Berdasarkan
Berdasarkan titik
titik kerjanya
kerjanya secara
secara prinsip
prinsip penguat
penguat transistor
transistor dibagi
dibagi
menjadi
menjadi tiga
tiga kelas
kelas ::
1.
1.
Penguat
Penguat Kelas
Kelas A
A :: garis
garis beban
beban ada
ada di
di daerah
daerah aktif
aktif (di
(di tengahtengahtengah)
= setengah V CC..
tengah) dengan
dengan V
VCE
CE = setengah VCC
2.
2. Penguat
Penguat Kelas
Kelas B
B : garis
garis beban
beban ada
ada di
di daerah
daerah cut
cut off
off sehingga
sehingga
untuk
untuk mengaktifkan
mengaktifkan transistor
transistor diperlukan
diperlukan tegangan
tegangan buka
buka yang
yang
cukup
cukup dari
dari sinyal
sinyal masukan.
masukan.
3.
3. Penguat
Penguat AB
AB :: garis
garis beban
beban ada
ada di
di daerah
daerah cut
cut off
off tetapi
tetapi
mendekati
mendekati daerah
daerah aktif
aktif sehingga
sehingga untuk
untuk mengaktifkan
mengaktifkan
transistor
transistor hanya
hanya diperlukan
diperlukan tegangan
tegangan buka
buka yang
yang kecil
kecil dari
dari
sinyal
sinyal masukan.
masukan.
4.
4. Penguat
Penguat Kelas
Kelas CC :: garis
garis beban
beban ada
ada di
di daerah
daerah di
di bawah
bawah cut
cut off
off
sehingga
sehingga untuk
untuk mengaktifkan
mengaktifkan transistor
transistor diperlukan
diperlukan tegangan
tegangan
buka
buka dari
dari sinyal
sinyal yang
yang lebih
lebih besar
besar dibanding
dibanding dengan
dengan Kelas
Kelas B.
B.
Penguat Kelas A :
•• Rangkaian
Rangkaian dasar
dasar ::
••
••
Transistor
Transistor diberi
diberi pra-tegangan
pra-tegangan maju
maju sehingga
sehingga selalu
selalu siap
siap untuk
untuk
memperkuat
memperkuat sinyal
sinyal masukan.
masukan.
Walau
Walau tanpa
tanpa sinyal
sinyal masukan,
masukan, daya
daya (DC)
(DC) tetap
tetap terdisipasi
terdisipasi
efisiensi
efisiensi
rendah.
rendah.
•• Penentuan
Penentuan titik
titik kerja
kerja ::
•• Garis
Garis beban
beban dan
dan titik
titik kerja
kerja ::
••
Misalkan
= 15 V, R = R = 33k, R = 1k, R = 100 ohm
Misalkan :: V
VCC
CC = 15 V, R11 = R22 = 33k, RCC = 1k, REE = 100 ohm
••
Maka
Maka :: IICCsat
sat == 15V/1k+100
15V/1k+100 == 0.013A
0.013A = 13mA,
= 13mA, V
VBB == 15V.33k/(33k+33k)
15V.33k/(33k+33k)
= 7.5V,
= 7.5V, R
RBB == R
R11.R
.R22/R1+R2
/R1+R2 == 33k.33k/(33k+33k)
33k.33k/(33k+33k) == 16500
16500 ohm
ohm = 16k5,
= 16k5,
IIBB == V
VBB/R
/RBB == 7.5V/16500
7.5V/16500 == 0.00045A
0.00045A == 0.45mA
0.45mA
Sifat dan karakteristik penguat Kelas A :
•• Dirangkai
Dirangkai secara
secara emiter bersama (common emiter).
).
•• Menghasilkan
Menghasilkan sinyal
sinyal keluaran
keluaran sesuai
sesuai dengan
dengan masukannya,
masukannya, tanpa
tanpa
distorsi.
distorsi.
•• Sinyal
Sinyal masukan dan sinyal keluaran berbeda fasa 180oo..
•• Hampir
Hampir tidak
tidak memiliki distorsi.
distorsi.
•• Penguatan
Penguatan daya
daya rendah,
rendah, penguatan
penguatan tegangan
tegangan tinggi.
tinggi.
•• Efisiensi
Efisiensi daya
daya rendah
rendah (max
(max 50%).
50%).
•• Digunakan
Digunakan untuk
untuk daya
daya rendah
rendah (beberapa
(beberapa miliwatt).
miliwatt).
•• Aplikasi
Aplikasi :: penguat
penguat awal
awal ((pre-amplifier),
), penguat
penguat sangga
sangga ((buffer
amplifier),
), pembangkit
pembangkit sinyal
sinyal ((oscillator),
), penguat
penguat linier,
linier,
pencampur
pencampur sinyal (mixer),
), penguat
penguat pemodulasi
pemodulasi (modulator) dan
pendemodulasi
pendemodulasi (demodulator),
), dlsb.
dlsb.
Penguat Kelas B :
•• Rangkaian
Rangkaian dasar
dasar ::
••
••
Penguat
Penguat Kelas
Kelas B
B menghasilkan
menghasilkan cacat
cacat pada
pada keluarannya
keluarannya (hanya
(hanya setengah
setengah
gelombang,
gelombang, mirip
mirip dengan
dengan penyearah
penyearah setengah
setengah gelombang).
gelombang).
Untuk
Untuk mengatasinya
mengatasinya digunakan
digunakan penguat
penguat Kelas
Kelas B
B push-pull
push-pull agar
agar dicapai
dicapai
keluaran
keluaran sinyal
sinyal gelombang
gelombang penuh.
penuh.
Penguat Kelas B push-pull:
•• Rangkaian
Rangkaian dasar
dasar ::
•• Garis
Garis beban
beban dan
dan titik
titik kerja
kerja ::
••
••
Digunakan
Digunakan 22 buah
buah transistor
transistor yang
yang bekerja
bekerja secara
secara komplementer
komplementer (NPN(NPNPNP),
PNP), di
di mana
mana masing-masing
masing-masing transistor
transistor memperkuat
memperkuat setengah
setengah
gelombang
gelombang yang
yang bersesuaian.
bersesuaian.
Misalkan
= 15V, R = 15K, β = 10. Maka : I = V CC/R
Misalkan :: V
VCC
/RBB == 15V/15k
15V/15k ==
CC = 15V, RBB = 15K, β = 10. Maka : IBB = VCC
1mA,
cutoff = V out == ½
=
1mA, ββ == IICC/I
/IBB,, IICC == β.I
β.IBB,, IICC == 10.1mA
10.1mA == 10mA,
10mA, V
VCE
½V
VCC
CEcutoff = Vout
CC =
½.15V=
½.15V= 7.5V
7.5V
Sifat dan karakteristik penguat Kelas B :
•• Menghasilkan
Menghasilkan sinyal
sinyal keluaran
keluaran yang
yang terdistorsi
terdistorsi pada
pada sekitar
sekitar
daerah
daerah perlintasan nol (cross over distortion)).
•• Penguatan
Penguatan daya
daya rendah
rendah hingga
hingga tinggi.
tinggi.
•• Efisiensi
Efisiensi daya
daya lebih
lebih besar
besar dibanding
dibanding Kelas
Kelas A,
A, yakni
yakni 78,5%.
78,5%.
•• Digunakan
Digunakan untuk
untuk daya
daya kecil
kecil hingga tinggi (ratusan
(ratusan watt).
watt).
•• Aplikasi
Aplikasi :: penguat
penguat daya
daya audio
audio sederhana,
sederhana, penguat
penguat instrumentasi,
instrumentasi,
penguat
penguat switching, penguat
penguat daya
daya frekuensi
frekuensi radio
radio jenis
jenis FM,
FM, dlsb.
dlsb.
Penguat Kelas AB push-pull :
•• Rangkaian
Rangkaian dasar
dasar ::
•• Garis
Garis beban
beban dan
dan titik
titik kerja
kerja ::
••
••
Mirip
Mirip dengan
dengan Kelas
Kelas B,
B, hanya
hanya titik
titik kerjanya
kerjanya ada
ada di
di daerah
daerah antara
antara Kelas
Kelas
A
A dan
dan Kelas
Kelas B
B
transistor
transistor dalam
dalam kondisi
kondisi hampir
hampir aktif.
aktif.
Misalkan
= 12V, R = 10k, dan β = 10, maka I = β.I I = V CC/R
Misalkan V
VCC
/RBB
CC = 12V, RBB = 10k, dan β = 10, maka ICC = β.IBB IBB = VCC
== 12V/10k
= ½ V CC == ½.12V
12V/10k == 1.2mA,
1.2mA, IICC == 10.1.2mA
10.1.2mA == 12mA
12mA dan
dan V
VCE
½.12V == 6V
6V
CE = ½ VCC
Sifat dan karakteristik penguat Kelas AB :
•• Menghasilkan
Menghasilkan sinyal
sinyal keluaran
keluaran dengan
dengan sedikit
sedikit distorsi
distorsi pada
pada
sekitar
sekitar daerah
daerah perlintasan
perlintasan nol
nol (cross over distortion)).
•• Penguatan
Penguatan daya
daya rendah
rendah hingga
hingga tinggi.
tinggi.
•• Efisiensi
Efisiensi daya
daya sedikit
sedikit lebih
lebih kecil
kecil dibanding
dibanding Kelas
Kelas B,
B, yakni
yakni
sekitar
sekitar 60%.
60%.
•• Digunakan
Digunakan untuk
untuk daya
daya kecil
kecil hingga tinggi (ratusan
(ratusan watt).
watt).
•• Aplikasi
Aplikasi :: penguat
penguat daya
daya audio,
audio, penguat
penguat instrumentasi,
instrumentasi, penguat
daya
daya frekuensi radio jenis AM dan FM,
FM, dlsb.
dlsb.
Penguat Kelas C :
•• Rangkaian
Rangkaian dasar
dasar ::
•• Garis
Garis beban
beban dan
dan titik
titik kerja
kerja ::
••
••
Mirip
Mirip dengan
dengan Kelas
Kelas B,
B, hanya
hanya titik
titik kerjanya
kerjanya ada
ada di
di daerah
daerah bawah
bawah Kelas
Kelas B
B
sehingga
sehingga transistor
transistor membutuhkan
membutuhkan sinyal
sinyal masukan
masukan yang
yang lebih
lebih besar
besar
untuk
untuk bekerja
bekerja
keluaran
keluaran hanya
hanya terdiri
terdiri dari
dari kurang
kurang dari
dari setengah
setengah
gelombang
gelombang
hanya
hanya cocok
cocok untuk
untuk penguat
penguat frekuensi
frekuensi tinggi
tinggi (radio).
(radio).
Gelombang
Gelombang yang
yang cacat
cacat diperbaiki
diperbaiki oleh
oleh rangkaian
rangkaian penala
penala LC
LC yang
yang
berfungsi
berfungsi sebagai
sebagai tapis
tapis lolos
lolos bawah.
bawah.
Sifat dan karakteristik penguat Kelas C :
•• Menghasilkan
Menghasilkan sinyal
sinyal keluaran
keluaran dengan
dengan distorsi
distorsi maksimum
maksimum namun
bisa
bisa diatasi
diatasi dengan
dengan rangkaian
rangkaian penala
penala LC.
LC.
•• Penguatan
Penguatan daya
daya rendah
rendah hingga
hingga menengah.
menengah.
•• Efisiensi
Efisiensi daya
daya paling
paling besar, mendekati
mendekati 100%.
100%.
•• Digunakan
Digunakan sebagai
sebagai penguat
penguat daya
daya menengah
menengah (beberapa puluh
puluh
watt)
watt) hingga sangat tinggi (ribuan watt).
•• Aplikasi
Aplikasi :: penguat
penguat daya
daya RF,
RF, penguat
penguat instrumentasi.
instrumentasi.
Penguat Kelas D :
••
••
••
••
••
Bekerja
Bekerja sebagai
sebagai switching
switching amplifier
amplifier :: penguat
penguat transistor/MOSFET
transistor/MOSFET
bekerja
bekerja seperti
seperti saklar
saklar (tidak
(tidak seperti
seperti penguat
penguat yang
yang memiliki
memiliki bati).
bati).
Sinyal
Sinyal yang
yang akan
akan diperkuat
diperkuat berupa
berupa pulsa-pulsa
pulsa-pulsa yang
yang akan
akan memberi
memberi praprategangan
tegangan pada
pada penguat
penguat sehingga
sehingga penguat
penguat ON
ON dan
dan OFF
OFF sesuai
sesuai dengan
dengan
pulsanya.
pulsanya.
Sinyal
Sinyal analog
analog yang
yang akan
akan diperkuat
diperkuat dimodulasikan
dimodulasikan menjadi
menjadi PWM
PWM atau
atau
jenis
jenis modulasi
modulasi pulsa
pulsa lainnya
lainnya sebelum
sebelum diumpankan
diumpankan ke
ke penguat.
penguat.
Setelah
Setelah dikuatkan,
dikuatkan, pulsa
pulsa keluaran
keluaran bisa
bisa diubah
diubah kembali
kembali menjadi
menjadi sinyal
sinyal
analog
analog menggunakan
menggunakan LPF.
LPF.
Keuntungan
Keuntungan :: efisiensi
efisiensi daya
daya lebih
lebih tinggi,
tinggi, idealnya
idealnya bisa
bisa 100%.
100%.
Contoh
Contoh penguat Kelas
Kelas D
D pada
pada alat
alat bantu
bantu dengar
dengar ::
Sifat dan karakteristik penguat Kelas D :
••
••
Bekerja
Bekerja sangat
sangat efisien,
efisien, tidak
tidak menghasilkan
menghasilkan panas
panas
hemat
hemat daya.
daya.
Kerugian
Kerugian :: menghasilkan
menghasilkan derau
derau elektromagnetik.
elektromagnetik.
••
Relatif
Relatif lebih
lebih murah,
murah, rangkaiannya
rangkaiannya kompak,
kompak, ukuran
ukuran dan
dan berat
berat rendah
rendah
karena
karena tidak
tidak memerlukan
memerlukan sirip
sirip pendingin.
pendingin.
Bisa
Bisa beroperasi
beroperasi dengan
dengan sumber
sumber sinyal
sinyal digital
digital tanpa
tanpa perlu
perlu DAC
DAC (digital
(digital
analog
analog converter)
converter) untuk
untuk mengubah
mengubah sinyal
sinyal ke
ke bentuk
bentuk sinyal
sinyal analog.
analog.
Aplikasi
Aplikasi :: sistem
sistem audio
audio home
home theatre
theatre,, sistem
sistem audio
audio pada
pada telepon
telepon mobil
mobil
(menghemat
(menghemat baterai),
baterai), alat
alat bantu
bantu dengar
dengar ((hearing
hearing aids
aids)) untuk
untuk
menghemat
menghemat baterai,
baterai, speaker
speaker aktiv
aktiv ((sub
sub woofer
woofer),
), penguat
penguat nada
nada bass
bass
pada
pada tata
tata suara
suara modern,
modern, dlsb.
dlsb.
••
••
Penguat Kelas E :
••
••
••
Penguat
Penguat kelas
kelas E
E ditemukan
ditemukan oleh
oleh Nathan
Nathan O.
O. Sokal
Sokal dan
dan Alan
Alan D.
D. Sokal,
Sokal, 1972.
1972.
Seperti
Seperti Kelas
Kelas D,
D, penguat
penguat Kelas
Kelas E
E bekerja
bekerja sebagai
sebagai switching
switching amplifier
amplifier
efisiensi
efisiensi mendekati
mendekati 100%.
100%.
Yang
Yang membedakan
membedakan dengan
dengan Kelas
Kelas D
D adalah
adalah adanya
adanya kapasitor
kapasitor yang
yang
dipasang
dipasang pada
pada keluaran
keluaran transistor
transistor ke
ke ground.
ground. Prinsip
Prinsip kerjanya
kerjanya sbb.:
sbb.:
••
Pulsa
Pulsa keluaran
keluaran hasil
hasil penguatan
penguatan sinyal
sinyal masukan
masukan diumpankan
diumpankan ke
ke beban
beban
lewat
lewat rangkaian
rangkaian LC
LC
LC
LC membentuk
membentuk resonator
resonator paralel
paralel dan
dan LL00CC00
membentuk
membentuk resonator
resonator serial
serial
sinyal
sinyal keluaran
keluaran ke
ke R
RLL menjadi
menjadi sinus.
sinus.
••
Aplikasi
Aplikasi :: penguat
penguat yang
yang memerlukan
memerlukan efisiensi
efisiensi tinggi.
tinggi.
Penguat Kelas F :
••
Penguat
Penguat kelas
kelas FF dibuat
dibuat untuk
untuk memperbaiki
memperbaiki efisiensi
efisiensi penguat
penguat frekuensi
frekuensi
radio
radio (RF)
(RF)
Caranya
Caranya dengan
dengan memberikan
memberikan rangkaian
rangkaian resonansi
resonansi
tambahan
tambahan pada
pada bagian
bagian pra-tegangan.
pra-tegangan.
••
Penguat
Penguat kelas
kelas FF banyak
banyak diaplikasikan
diaplikasikan pada
pada penguat
penguat daya
daya radio
radio berdaya
berdaya
tinggi.
tinggi.
Penguat Kelas G, H :
••
••
••
••
••
••
Penguat
Penguat Kelas
Kelas G
G dan
dan H
H dibuat
dibuat untuk
untuk
memperbaiki
memperbaiki efisiensi
efisiensi penguat
penguat Kelas
Kelas
AB
AB dengan
dengan distorsi
distorsi yang
yang rendah
rendah dan
dan
tanpa
tanpa efek
efek radiasi
radiasi elektromagnetik.
elektromagnetik.
Penguat
Penguat Kelas
Kelas G
G memiliki
memiliki garis
garis beban
beban
yang
yang mirip
mirip dengan
dengan Kelas
Kelas AB
AB tetapi
tetapi
sistem
sistem catu
catu daya
daya lebih
lebih dari
dari 11 pasang,
pasang,
mulai
mulai dari
dari catu
catu daya
daya tegangan
tegangan rendah
rendah
hingga
hingga tinggi.
tinggi.
Tujuannya
Tujuannya :: meningkatkan
meningkatkan efisiensi.
efisiensi.
Penguat
Penguat Kelas
Kelas H
H mirip
mirip dengan
dengan Kelas
Kelas G,
G,
hanya
hanya catu
catu dayanya
dayanya dibuat
dibuat lebih
lebih
“kontinyu”
“kontinyu” dan
dan linier
linier sesuai
sesuai dengan
dengan
kebutuhan
kebutuhan keluarannya
keluarannya sehingga
sehingga
semakin
semakin efisien.
efisien.
Contoh
Contoh penguat
penguat Kelas
Kelas G
G ::
Aplikasi
Aplikasi :: penguat
penguat daya
daya audio.
audio.
Contoh
Contoh rangkaian
rangkaian penguat
penguat Kelas
Kelas G
G
Prinsip penguat Kelas H :
• Pendeteksi sinyal akan menghasilkan informasi besarnya tegangan
yang diperlukan untuk memberi catu daya.
• Tracking supply akan menghasilkan tegangan catu daya yang sesuai
dengan kebutuhan.
Penguat Kelas I :
••
••
••
Penguat
Penguat Kelas
Kelas II menggunakan
menggunakan 22 set
set peralatan
peralatan switching
switching yang
yang bekerja
bekerja
secara
secara komplementer
komplementer ((push-pull
push-pull)) yang
yang dipasang
dipasang paralel,
paralel, masingmasingmasing
masing mencuplik
mencuplik untuk
untuk setengah
setengah gelombang
gelombang yang
yang bersesuian
bersesuian (plus
(plus
dan
dan minus,
minus, seperti
seperti Kelas
Kelas B).
B).
Saat
Saat tak
tak ada
ada sinyal
sinyal masukan,
masukan, atau
atau saat
saat sinyal
sinyal sedang
sedang mencapai
mencapai titik
titik
simpang
simpang nol,
nol, peralatan
peralatan switching
switching akan
akan ON
ON dan
dan OFF
OFF secara
secara simultan
simultan
dengan
dengan duty
duty cycle
cycle 50%.
50%.
Saat
Saat sinyal
sinyal mencapai
mencapai setengah
setengah gelombang
gelombang positip,
positip, maka
maka peralatan
peralatan
switching
switching positip
positip akan
akan menaikkan
menaikkan duty
duty cycle
cycle dan
dan peralatan
peralatan switching
switching
negatif
negatif akan
akan menurunkan
menurunkan duty
duty cycle
cycle dengan
dengan nilai
nilai yang
yang sama
sama
PWM
PWM
disebut
disebut penguat
penguat PWM
PWM bersisipan.
bersisipan.
Contoh Penguat Kelas I : penguat daya audio
Penguat Kelas S :
••
••
••
••
••
Penguat
Penguat Kelas
Kelas S
S merupakan
merupakan penguat
penguat dengan
dengan mode
mode pensaklaran
pensaklaran
((switching
switching)) seperti
seperti pada
pada Kelas
Kelas D.
D.
Cara
Cara kerja
kerja :: penguat
penguat kelas
kelas S
S mengubah
mengubah sinyal
sinyal masukan
masukan analog
analog ke
ke pulsa
pulsa
digital
digital dengan
dengan menggunakan
menggunakan modulator
modulator delta-sigma,
delta-sigma, memperkuatnya,
memperkuatnya,
dan
dan didemodulasi
didemodulasi dengan
dengan sebuah
sebuah BPF.
BPF.
Karena
Karena kondisi
kondisi sinyal
sinyal hanya
hanya ada
ada “ON”
“ON” dan
dan “OFF”
“OFF” maka
maka efisiensi
efisiensi
penguat
penguat bisa
bisa mencapai
mencapai 100%.
100%.
Aplikasi
Aplikasi :: penguat
penguat daya
daya audio,
audio, penguat
penguat daya
daya radio
radio HF.
HF.
Contoh
Contoh ::
Penguat Kelas T :
••
••
••
••
••
Sering
Sering disebut
disebut sebagai
sebagai
“penguat
“penguat digital”.
digital”.
Prinsip
Prinsip kerja
kerja :: penguat
penguat Kelas
Kelas T
T
mengubah
mengubah sinyal
sinyal analog
analog ke
ke
sinyal
sinyal PWM
PWM switching
switching
transistor
transistor serta
serta filter
filter seperti
seperti
pada
pada Kelas
Kelas D.
D.
Keuntungannya
Keuntungannya :: aras
aras distorsi
distorsi
yang
yang rendah
rendah (seperti
(seperti Kelas
Kelas AB)
AB)
dan
dan efisiensi
efisiensi daya
daya (seperti
(seperti
pada
pada Kelas
Kelas D).
D).
Aplikasi
Aplikasi :: digunakan
digunakan pada
pada
sistem
sistem penguat
penguat audio
audio digital
digital
yang
yang diproses
diproses dengan
dengan DSP
DSP
((digital
digital signal
signal processing
processing).).
Contoh
Contoh ::
Perbandingan karakteristik konduksi penguat :
Penguat linier :
•• Memperkuat
Memperkuat sinyal
sinyal masukan
masukan tanpa
tanpa distorsi.
distorsi. Jenis
Jenis penguat
penguat kelas
kelas
A
A dan
dan kelas
kelas AB.
AB.
•• Efisiensi
Efisiensi rendah
rendah (
Yuliman Purwanto
2017
Silabi
1. Pendahuluan : komponen tak linier.
2. Teorema Dioda : dioda penyearah, dioda zener,
dioda terobos (tunnel dioda), varactor, LED.
3. Teorema transistor : pra-tegangan, titik kerja,
penguat tak linier
4. Rangkaian tak linier : RL, RC, RLC, tanggapan
frekuensi, untai resonansi.
5. Rangkaian operasional : penunda, pemotong,
pembatas, pembanding.
6. Multivibrator : monostabil, bistabil, astabil,
penyulut Schmitt (Schmitt trigger)
7. Osilator : sinusoidal, non-sinusoidal.
Pustaka
• J. Millman and C. C. Halkias, “Electronic Devices and
Circuits”, McGraw-Hill, 1967.
• J. Millman and C. C. Halkias, “Integrated Electronics”,
McGraw-Hill, 1972.
• J. Millman and H.Taub, “Pulse, Digital and Switching
Waveforms”, McGraw-Hill, 1965.
• Leonard Strauss, “Wave Generationg and Shaping”,
McGraw-Hill, 1960.
• Adel S. Sedra dan Kenneth C. Smith, “ Microelectronics Circuit”, 5th ed., Oxford University Press, 2011.
PENDAHULUAN
Komponen Elektronik tak Linier
• Induktor
• Kapasitor
• Semikonduktor : dioda, transistor, FET
Induktor (kumparan, koil)
• Induktor : komponen pasif elektronika yang tersusun
dari lilitan kawat (dengan inti besi maupun tanpa inti)
yang bisa menghasilkan medan magnet bila dialiri arus
listrik dan sebaliknya bisa menghasilkan listrik bila
diberi medan magnet.
• Sifat :
• Bereaksi terhadap sinyal AC, yakni nilai impedansi/
reaktansi akan meningkat dengan meningkatnya
frekuensi sinyal ZL = jwL
• Fungsi :
• Komponen pembentuk tapis (filter)
• Komponen pembentuk resonator
• Penaik dan penurun tegangan AC
• Penghasil medan magnetik
Karakteristik Induktor
Contoh Induktor
Kapasitor (kondensator)
• Kondensator : komponen pasif elektronika yang tersusun
dari 2 lempengan logam (baik dengan dielektrik maupun
tidak) yang bisa menyimpan medan listrik.
• Sifat :
• Bereaksi terhadap sinyal AC, yakni nilai impedansi/
reaktansi akan menurun dengan meningkatnya
frekuensi sinyal ZC = 1/jwC
• Fungsi :
• Komponen pembentuk tapis (filter)
• Komponen pembentuk resonator
• Komponen pengeblok sinyal DC
• Penghasil medan listrik
Karakteristik Kapasitor
Contoh Kapasitor
Semikonduktor
• Struktur Atom Silikon (Si) dan Germanium (Ge)
• Ikatan kovalen
• Semikonduktor (Si) jenis N
• Semikonduktor (Si) jenis P
P-N Junction
Dioda
• Dioda : komponen pasif elektronika yang
terbentuk dari bahan semikonduktor p-n yang
mampu mengalirkan arus pada satu arah.
• Sifat :
• Mengalirkan arus listrik pada satu arah dan
menahan arus listrik pada arah sebaliknya.
• Fungsi :
• Penyearah arus AC
• Pembatas arus DC
• Pendeteksi sinyal radio termodulasi
• Sebagai kapasitor variabel (varactor)
Karakteristik dioda
Dioda standar :
Dioda zener :
Dioda terowongan (tunnel diode) :
SCR :
Karakteristik dioda
SCR :
Jenis Dioda
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Dioda sinyal kecil
Dioda penyearah
Dioda zener
Dioda terowongan/esaki
Dioda varactor/varicap
Dioda foto
Dioda kontak titik/kristal
Dioda penyearah terkendali silikon (SCR)
Dioda pancar cahaya (LED, LASER)
Dioda Gunn
Dioda PIN
Dioda Schottky
Dioda Shockley
Dioda Peltier
Thyristor : Diac, Triac
Contoh Dioda
Rangkaian dioda
•
Pendeteksi sinyal
Rangkaian dioda
•
Penyearah ½ gelombang
•
Penyearah gelombang penuh
•
Penyearah gelombang penuh dengan tapis kapasitor
•
Rangkaian pemantap tegangan dengan dioda
•
Dioda varactor
Karakteristik :
Kapasitansi :
•
Aplikasi dioda varactor : FM modulator
• Tegangan dari sumber informasi (modulating signal) akan
mengubah nilai kapasitansi varactor CD yang terpasang paralel
dengan “tank circuit” (rangkaian tertala) pada rangkaian
osilator.
• Perubahan nilai kapasitansi akan langsung mengubah nilai
frekuensi resonansi sesuai rumus :
•
Dioda terowongan
•
Aplikasi SCR : pengendali putaran motor
•
Aplikasi diode PIN : saklar elektronik tegangan tinggi
•
Aplikasi dioda foto : pendeteksi gelap
• Tugas !
• Buatlah film pendek tentang bahan pembentuk, karakteristik dan
contoh aplikasi dari beberapa jenis dioda (lihat materi di pembagian
kelompok).
• Panjang film minimum 5 menit dan diunggah di Youtube.
• Beri nama file : Kelompok..... Tugas Elektronika tak Linier Fakultas
Teknik UDINUS 2017.
• Batas waktu pengunggahan : 5 April 2017. Film akan diputar di kelas
(on line) dan didiskusikan.
• Pembagian Kelompok
1. Kelompok 1 : Revaldi, Yullyandre, Angga Indrias, Guntur.
Materi : dioda sinyal kecil, dioda penyearah dan dioda zener.
2. Kelompok 2 : Yuda Agustanto, Eki Yuni, Iskandar Wibowo, Nurul
Wafa. Materi : dioda terowongan/esaki, dioda varactor/varicap,
dioda foto.
3. Kelompok 3 : Qodri Andrian, Herdian Fajar, Satria Yoda,
Andriyanto. Materi : dioda kontak titik/kristal, dioda penyearah
terkendali silikon (SCR), dioda pancar cahaya LED.
4. Kelompok 4 : Rahmat S., Agung Budi H, Rois M, Gilang Ardi.
Materi : dioda LASER, dioda Gunn, dioda PIN
5. Kelompok 5 : Dicky Setya, Bagas F, Agung Dwiyanto, Nova
Andriawan. Materi : dioda Schottky, dioda Shockley, dioda Peltier
6. Kelompok 6 : Veronica Tia P, Ariefi Putri Herlino, Nindi Devi.
Materi : dioda thyristor jenis Diac, jenis Triac, dioda super barrier.
Transistor
•
Transistor : komponen aktif elektronika yang terbentuk
dari bahan semikonduktor p-n-p, n-p-n, atau efek medan (p
atau n) yang mampu menguatkan sinyal masukan, atau
berfungsi sebagai saklar.
•
Sifat :
• Menguatkan sinyal masukan
• Memutus-sambung arus listrik
•
Fungsi :
• Penguat sinyal
• Penyangga sinyal
• Saklar arus
•
Jenis :
• Bipolar Junction Transistor : PNP, NPN
• Field Effect Transistor (FET) : N-type, P-type
Transistor
IGFET
MOSFET
Simbol
Contoh transistor
Jenis casing transistor
Karakteristik Transistor Bipolar
Karakteristik Transistor JFET
Karakteristik Transistor MOSFET
Pra-tegangan (bias) Transistor
•• Tujuan
Tujuan ::
•• Menentukan
Menentukan garis
garis beban
beban (titik
(titik kerja).
kerja).
•• Menentukan
Menentukan kategori
kategori kelas
kelas penguat
penguat
menentukan
menentukan daerah
daerah
kerja
kerja (garis
(garis beban)
beban) transistor.
transistor.
•• Garis
Garis beban
beban :: perbandingan
perbandingan arus
arus kolektor
kolektor IICC dan
dan besarnya
besarnya
tegangan
.
tegangan kolektor-emiter
kolektor-emiter V
VCE
CE.
•• Garis
Garis beban
beban dibedakan
dibedakan atas
atas :: garis
garis beban
beban DC
DC dan
dan garis
garis
beban
beban AC.
AC.
•• Cara
Cara memberikan
memberikan pra-tegangan
pra-tegangan ::
1.
1. Pra-tegangan
Pra-tegangan Basis.
Basis.
2.
2. Pra-tegangan
Pra-tegangan Pembagi
Pembagi Tegangan.
Tegangan.
3.
3. Pra-tegangan
Pra-tegangan Umpan
Umpan Balik
Balik Emitter.
Emitter.
4.
4. Pra-tegangan
Pra-tegangan Umpan
Umpan Balik
Balik Kolektor.
Kolektor.
5.
5. Pra-tegangan
Pra-tegangan Emiter.
Emiter.
Besaran Properti Transistor
••
V
: tegangan maksimal kolektor-emiter dalam keadaan basis terbuka
VCEO
CEO : tegangan maksimal kolektor-emiter dalam keadaan basis terbuka
Tegangan
Tegangan kerja
kerja antara
antara kolektor
kolektor dan
dan emitor
emitor harus
harus berada
berada di
di bawah
bawah
nilai
.
nilai V
VCEO
CEO.
••
IICC :: arus
arus maksimal
maksimal yang
yang mengalir
mengalir pada
pada kolektor
kolektor Besar
Besar arus
arus maksimal
maksimal
ini
ini tidak
tidak boleh
boleh dilampaui.
dilampaui.
PPdd max
max :: disipasi
disipasi daya
daya maksimal
maksimal transistor
transistor
Daya
Daya yang
yang dibebankan
dibebankan
kepada
kepada transistor
transistor harus
harus berada
berada di
di bawah
bawah nilai
nilai PPdd..
••
••
ffTT :: frekuensi
frekuensi maksimal
maksimal dari
dari sinyal
sinyal yang
yang bisa
bisa ditangani
ditangani transistor
transistor
Transistor
Transistor tidak
tidak bisa
bisa bekerja
bekerja dengan
dengan sinyal
sinyal berfrekuensi
berfrekuensi di
di atas
atas ffT.T.
••
hhFE
: nilai penguatan (gain) arus DC. Arus basis akan mempengaruhi
FE : nilai penguatan (gain) arus DC. Arus basis akan mempengaruhi
besar
.
besar arus
arus pada
pada kolektor,
kolektor, karena
karena IICC == IIBB xx hhFE
FE.
••
hhfefe :: nilai
dan
nilai penguatan
penguatan ((gain
gain)) arus
arus AC
AC (sinyal
(sinyal yang
yang diproses).
diproses). Nilai
Nilai hhFE
FE dan
hhfefe bisa
bisa tidak
tidak sama.
sama.
Contoh Datasheet Transistor 2N2222
Contoh Datasheet Transistor 2N2222 (lanjut)
Contoh Datasheet Transistor 2N2222 (lanjut)
Pra-tegangan Basis Sumber Luar :
• Di mana b = hFE transistor.
• Maka garis beban DC-nya :
• Basis diberi tegangan buka
dari sumber luar yang akan
menghasilkan arus basis IB .
• Arus basis akan menentukan
besarnya arus kolektor IC dan
besarnya tegangan kolektoremiter VCE.
Pra-tegangan Pembagi Tegangan :
• Tegangan basis :
• Tegangan emiter :
• Arus emiter :
• Menentukan arus kolektor :
Transistor jenuh VCE = 0, IC = IE ; Transistor cutoff IC = 0
Pra-tegangan Umpan Balik Emiter :
• Menentukan arus kolektor :
• Garis beban DC :
Pra-tegangan Umpan Balik Kolektor :
• Menentukan arus kolektor :
• Garis beban DC :
Pra-tegangan Emiter :
• Pada emiter diberikan
tegangan dari sumber luar.
• Menentukan arus emiter :
• Garis beban DC :
Contoh :
Gambarkan
Gambarkan garis
garis beban
beban DC
DC untuk
untuk rangkaian
rangkaian transistor
transistor di
di bawah
bawah ini.
ini.
Jawab
Jawab ::
Maka
Maka garis
garis beban
beban DC-nya
DC-nya ::
Klasifikasi Penguat
••
Berdasarkan
Berdasarkan konfigurasi
konfigurasi transistornya
transistornya ::
1.
1. Penguat
Penguat emiter
emiter bersama
bersama ((common
common emitter/CE
emitter/CE amplifier
amplifier))
2.
2. Penguat
Penguat kolektor
kolektor bersama
bersama ((common
common collector/CC
collector/CC amplifier
amplifier))
3.
3. Penguat
Penguat basis
basis bersama
bersama ((common
common base/CB
base/CB amplifier
amplifier))
••
Berdasarkan
Berdasarkan sinyal
sinyal masukannya
masukannya ::
1.
1. Penguat
Penguat sinyal
sinyal kecil
kecil ((small
small signal
signal amplifier
amplifier))
2.
2. Penguat
Penguat sinyal
sinyal besar
besar ((large
large signal
signal amplifier
amplifier))
••
Berdasarkan
Berdasarkan jenis
jenis keluarannya
keluarannya
1.
1. Penguat
Penguat tegangan
tegangan ((voltage
voltage amplifier
amplifier))
2.
2. Penguat
Penguat arus
arus ((current
current amplifier
amplifier))
3.
3. Penguat
Penguat daya
daya ((power
power amplifier
amplifier))
••
Berdasarkan
Berdasarkan komponen
komponen aktifnya
aktifnya ::
1.
1. Penguat
Penguat transistor
transistor bipolar
bipolar
2.
2. Penguat
Penguat efek
efek medan
medan (FET)
(FET)
••
Berdasarkan
Berdasarkan jumlah
jumlah tingkatnya
tingkatnya ::
1.
1. Penguat
Penguat satu
satu tingkat
tingkat ((single
single stage
stage amplifier
amplifier))
2.
2. Penguat
Penguat bertingkat
bertingkat banyak
banyak ((multistage
multistage amplifier
amplifier))
Klasifikasi Penguat (lanjut)
••
Berdasarkan
Berdasarkan kondisi
kondisi pengoperasiannya
pengoperasiannya ::
1.
5.
1. Penguat
Penguat kelas
kelas A
A
5. Penguat
Penguat kelas
kelas D
D
2.
6.
2. Penguat
Penguat kelas
kelas B
B
6. Penguat
Penguat kelas
kelas E,
E, F
F
3.
7.
3. Penguat
Penguat kelas
kelas AB
AB
7. Penguat
Penguat kelas
kelas G,
G, H
H
4.
8.
4. Penguat
Penguat kelas
kelas CC
8. Penguat
Penguat kelas
kelas S
S
••
Berdasarkan
Berdasarkan frekuensi
frekuensi kerjanya
kerjanya ::
1.
1. Penguat
Penguat frekuensi
frekuensi audio
audio ((audio
audio frequency/AF
frequency/AF amplifier
amplifier))
2.
2. Penguat
Penguat frekuensi
frekuensi menengah
menengah ((intermediate
intermediate frequency/IF
frequency/IF amplifier
amplifier))
3.
3. Penguat
Penguat frekuensi
frekuensi radio
radio ((radio
radio frequency/RF
frequency/RF amplifier
amplifier))
••
Berdasarkan
Berdasarkan metoda
metoda kopling/penyambungan
kopling/penyambungan antar
antar tingkatnya
tingkatnya ::
1.
1. Penguat
Penguat kopling
kopling langsung
langsung ((direct
direct coupling/DC
coupling/DC amplifier
amplifier))
2.
2. Penguat
Penguat kopling
kopling kapasitor
kapasitor
3.
3. Penguat
Penguat kopling
kopling transformator
transformator
•• Berdasarkan
Berdasarkan lebar
lebar pita
pita frekuensinya
frekuensinya ::
1.
1. Penguat
Penguat berpita
berpita sempit
sempit ((narrow
narrow band
band amplifier
amplifier))
2.
2. Penguat
Penguat berpita
berpita lebar
lebar ((wide
wide band
band amplifier
amplifier))
• Karakteristik :
Konfigurasi basis bersama : menghasilkan penguatan tegangan
namun tidak menghasilkan penguatan pada arus.
Konfigurasi kolektor bersama (disebut juga sebagai pengikut
emiter (emitter follower) menghasilkan penguatan tegangan
mendekati 1.
Konfigurasi emiter bersama merupakan konfigurasi penguat
transistor yang paling sering digunakan karena menghasilkan
penguatan tegangan dan arus secara bersamaan.
• Penguat tegangan :
• Penguat daya :
• Penguat arus :
• Penguat frekuensi audio :
• Penguat frekuensi radio :
• Penguat frekuensi menengah :
• Penguat kopling langsung:
• Penguat kopling transformator :
• Penguat kopling kapasitor :
• Penguat pita sempit :
• Penguat pita lebar :
• Aplikasi : penguat RF pada stasiun
pemancar radio.
• Aplikasi : penguat/booster
penerima radio/TV.
Kelas Penguat Transistor
•• Berdasarkan
Berdasarkan titik
titik kerjanya
kerjanya secara
secara prinsip
prinsip penguat
penguat transistor
transistor dibagi
dibagi
menjadi
menjadi tiga
tiga kelas
kelas ::
1.
1.
Penguat
Penguat Kelas
Kelas A
A :: garis
garis beban
beban ada
ada di
di daerah
daerah aktif
aktif (di
(di tengahtengahtengah)
= setengah V CC..
tengah) dengan
dengan V
VCE
CE = setengah VCC
2.
2. Penguat
Penguat Kelas
Kelas B
B : garis
garis beban
beban ada
ada di
di daerah
daerah cut
cut off
off sehingga
sehingga
untuk
untuk mengaktifkan
mengaktifkan transistor
transistor diperlukan
diperlukan tegangan
tegangan buka
buka yang
yang
cukup
cukup dari
dari sinyal
sinyal masukan.
masukan.
3.
3. Penguat
Penguat AB
AB :: garis
garis beban
beban ada
ada di
di daerah
daerah cut
cut off
off tetapi
tetapi
mendekati
mendekati daerah
daerah aktif
aktif sehingga
sehingga untuk
untuk mengaktifkan
mengaktifkan
transistor
transistor hanya
hanya diperlukan
diperlukan tegangan
tegangan buka
buka yang
yang kecil
kecil dari
dari
sinyal
sinyal masukan.
masukan.
4.
4. Penguat
Penguat Kelas
Kelas CC :: garis
garis beban
beban ada
ada di
di daerah
daerah di
di bawah
bawah cut
cut off
off
sehingga
sehingga untuk
untuk mengaktifkan
mengaktifkan transistor
transistor diperlukan
diperlukan tegangan
tegangan
buka
buka dari
dari sinyal
sinyal yang
yang lebih
lebih besar
besar dibanding
dibanding dengan
dengan Kelas
Kelas B.
B.
Penguat Kelas A :
•• Rangkaian
Rangkaian dasar
dasar ::
••
••
Transistor
Transistor diberi
diberi pra-tegangan
pra-tegangan maju
maju sehingga
sehingga selalu
selalu siap
siap untuk
untuk
memperkuat
memperkuat sinyal
sinyal masukan.
masukan.
Walau
Walau tanpa
tanpa sinyal
sinyal masukan,
masukan, daya
daya (DC)
(DC) tetap
tetap terdisipasi
terdisipasi
efisiensi
efisiensi
rendah.
rendah.
•• Penentuan
Penentuan titik
titik kerja
kerja ::
•• Garis
Garis beban
beban dan
dan titik
titik kerja
kerja ::
••
Misalkan
= 15 V, R = R = 33k, R = 1k, R = 100 ohm
Misalkan :: V
VCC
CC = 15 V, R11 = R22 = 33k, RCC = 1k, REE = 100 ohm
••
Maka
Maka :: IICCsat
sat == 15V/1k+100
15V/1k+100 == 0.013A
0.013A = 13mA,
= 13mA, V
VBB == 15V.33k/(33k+33k)
15V.33k/(33k+33k)
= 7.5V,
= 7.5V, R
RBB == R
R11.R
.R22/R1+R2
/R1+R2 == 33k.33k/(33k+33k)
33k.33k/(33k+33k) == 16500
16500 ohm
ohm = 16k5,
= 16k5,
IIBB == V
VBB/R
/RBB == 7.5V/16500
7.5V/16500 == 0.00045A
0.00045A == 0.45mA
0.45mA
Sifat dan karakteristik penguat Kelas A :
•• Dirangkai
Dirangkai secara
secara emiter bersama (common emiter).
).
•• Menghasilkan
Menghasilkan sinyal
sinyal keluaran
keluaran sesuai
sesuai dengan
dengan masukannya,
masukannya, tanpa
tanpa
distorsi.
distorsi.
•• Sinyal
Sinyal masukan dan sinyal keluaran berbeda fasa 180oo..
•• Hampir
Hampir tidak
tidak memiliki distorsi.
distorsi.
•• Penguatan
Penguatan daya
daya rendah,
rendah, penguatan
penguatan tegangan
tegangan tinggi.
tinggi.
•• Efisiensi
Efisiensi daya
daya rendah
rendah (max
(max 50%).
50%).
•• Digunakan
Digunakan untuk
untuk daya
daya rendah
rendah (beberapa
(beberapa miliwatt).
miliwatt).
•• Aplikasi
Aplikasi :: penguat
penguat awal
awal ((pre-amplifier),
), penguat
penguat sangga
sangga ((buffer
amplifier),
), pembangkit
pembangkit sinyal
sinyal ((oscillator),
), penguat
penguat linier,
linier,
pencampur
pencampur sinyal (mixer),
), penguat
penguat pemodulasi
pemodulasi (modulator) dan
pendemodulasi
pendemodulasi (demodulator),
), dlsb.
dlsb.
Penguat Kelas B :
•• Rangkaian
Rangkaian dasar
dasar ::
••
••
Penguat
Penguat Kelas
Kelas B
B menghasilkan
menghasilkan cacat
cacat pada
pada keluarannya
keluarannya (hanya
(hanya setengah
setengah
gelombang,
gelombang, mirip
mirip dengan
dengan penyearah
penyearah setengah
setengah gelombang).
gelombang).
Untuk
Untuk mengatasinya
mengatasinya digunakan
digunakan penguat
penguat Kelas
Kelas B
B push-pull
push-pull agar
agar dicapai
dicapai
keluaran
keluaran sinyal
sinyal gelombang
gelombang penuh.
penuh.
Penguat Kelas B push-pull:
•• Rangkaian
Rangkaian dasar
dasar ::
•• Garis
Garis beban
beban dan
dan titik
titik kerja
kerja ::
••
••
Digunakan
Digunakan 22 buah
buah transistor
transistor yang
yang bekerja
bekerja secara
secara komplementer
komplementer (NPN(NPNPNP),
PNP), di
di mana
mana masing-masing
masing-masing transistor
transistor memperkuat
memperkuat setengah
setengah
gelombang
gelombang yang
yang bersesuaian.
bersesuaian.
Misalkan
= 15V, R = 15K, β = 10. Maka : I = V CC/R
Misalkan :: V
VCC
/RBB == 15V/15k
15V/15k ==
CC = 15V, RBB = 15K, β = 10. Maka : IBB = VCC
1mA,
cutoff = V out == ½
=
1mA, ββ == IICC/I
/IBB,, IICC == β.I
β.IBB,, IICC == 10.1mA
10.1mA == 10mA,
10mA, V
VCE
½V
VCC
CEcutoff = Vout
CC =
½.15V=
½.15V= 7.5V
7.5V
Sifat dan karakteristik penguat Kelas B :
•• Menghasilkan
Menghasilkan sinyal
sinyal keluaran
keluaran yang
yang terdistorsi
terdistorsi pada
pada sekitar
sekitar
daerah
daerah perlintasan nol (cross over distortion)).
•• Penguatan
Penguatan daya
daya rendah
rendah hingga
hingga tinggi.
tinggi.
•• Efisiensi
Efisiensi daya
daya lebih
lebih besar
besar dibanding
dibanding Kelas
Kelas A,
A, yakni
yakni 78,5%.
78,5%.
•• Digunakan
Digunakan untuk
untuk daya
daya kecil
kecil hingga tinggi (ratusan
(ratusan watt).
watt).
•• Aplikasi
Aplikasi :: penguat
penguat daya
daya audio
audio sederhana,
sederhana, penguat
penguat instrumentasi,
instrumentasi,
penguat
penguat switching, penguat
penguat daya
daya frekuensi
frekuensi radio
radio jenis
jenis FM,
FM, dlsb.
dlsb.
Penguat Kelas AB push-pull :
•• Rangkaian
Rangkaian dasar
dasar ::
•• Garis
Garis beban
beban dan
dan titik
titik kerja
kerja ::
••
••
Mirip
Mirip dengan
dengan Kelas
Kelas B,
B, hanya
hanya titik
titik kerjanya
kerjanya ada
ada di
di daerah
daerah antara
antara Kelas
Kelas
A
A dan
dan Kelas
Kelas B
B
transistor
transistor dalam
dalam kondisi
kondisi hampir
hampir aktif.
aktif.
Misalkan
= 12V, R = 10k, dan β = 10, maka I = β.I I = V CC/R
Misalkan V
VCC
/RBB
CC = 12V, RBB = 10k, dan β = 10, maka ICC = β.IBB IBB = VCC
== 12V/10k
= ½ V CC == ½.12V
12V/10k == 1.2mA,
1.2mA, IICC == 10.1.2mA
10.1.2mA == 12mA
12mA dan
dan V
VCE
½.12V == 6V
6V
CE = ½ VCC
Sifat dan karakteristik penguat Kelas AB :
•• Menghasilkan
Menghasilkan sinyal
sinyal keluaran
keluaran dengan
dengan sedikit
sedikit distorsi
distorsi pada
pada
sekitar
sekitar daerah
daerah perlintasan
perlintasan nol
nol (cross over distortion)).
•• Penguatan
Penguatan daya
daya rendah
rendah hingga
hingga tinggi.
tinggi.
•• Efisiensi
Efisiensi daya
daya sedikit
sedikit lebih
lebih kecil
kecil dibanding
dibanding Kelas
Kelas B,
B, yakni
yakni
sekitar
sekitar 60%.
60%.
•• Digunakan
Digunakan untuk
untuk daya
daya kecil
kecil hingga tinggi (ratusan
(ratusan watt).
watt).
•• Aplikasi
Aplikasi :: penguat
penguat daya
daya audio,
audio, penguat
penguat instrumentasi,
instrumentasi, penguat
daya
daya frekuensi radio jenis AM dan FM,
FM, dlsb.
dlsb.
Penguat Kelas C :
•• Rangkaian
Rangkaian dasar
dasar ::
•• Garis
Garis beban
beban dan
dan titik
titik kerja
kerja ::
••
••
Mirip
Mirip dengan
dengan Kelas
Kelas B,
B, hanya
hanya titik
titik kerjanya
kerjanya ada
ada di
di daerah
daerah bawah
bawah Kelas
Kelas B
B
sehingga
sehingga transistor
transistor membutuhkan
membutuhkan sinyal
sinyal masukan
masukan yang
yang lebih
lebih besar
besar
untuk
untuk bekerja
bekerja
keluaran
keluaran hanya
hanya terdiri
terdiri dari
dari kurang
kurang dari
dari setengah
setengah
gelombang
gelombang
hanya
hanya cocok
cocok untuk
untuk penguat
penguat frekuensi
frekuensi tinggi
tinggi (radio).
(radio).
Gelombang
Gelombang yang
yang cacat
cacat diperbaiki
diperbaiki oleh
oleh rangkaian
rangkaian penala
penala LC
LC yang
yang
berfungsi
berfungsi sebagai
sebagai tapis
tapis lolos
lolos bawah.
bawah.
Sifat dan karakteristik penguat Kelas C :
•• Menghasilkan
Menghasilkan sinyal
sinyal keluaran
keluaran dengan
dengan distorsi
distorsi maksimum
maksimum namun
bisa
bisa diatasi
diatasi dengan
dengan rangkaian
rangkaian penala
penala LC.
LC.
•• Penguatan
Penguatan daya
daya rendah
rendah hingga
hingga menengah.
menengah.
•• Efisiensi
Efisiensi daya
daya paling
paling besar, mendekati
mendekati 100%.
100%.
•• Digunakan
Digunakan sebagai
sebagai penguat
penguat daya
daya menengah
menengah (beberapa puluh
puluh
watt)
watt) hingga sangat tinggi (ribuan watt).
•• Aplikasi
Aplikasi :: penguat
penguat daya
daya RF,
RF, penguat
penguat instrumentasi.
instrumentasi.
Penguat Kelas D :
••
••
••
••
••
Bekerja
Bekerja sebagai
sebagai switching
switching amplifier
amplifier :: penguat
penguat transistor/MOSFET
transistor/MOSFET
bekerja
bekerja seperti
seperti saklar
saklar (tidak
(tidak seperti
seperti penguat
penguat yang
yang memiliki
memiliki bati).
bati).
Sinyal
Sinyal yang
yang akan
akan diperkuat
diperkuat berupa
berupa pulsa-pulsa
pulsa-pulsa yang
yang akan
akan memberi
memberi praprategangan
tegangan pada
pada penguat
penguat sehingga
sehingga penguat
penguat ON
ON dan
dan OFF
OFF sesuai
sesuai dengan
dengan
pulsanya.
pulsanya.
Sinyal
Sinyal analog
analog yang
yang akan
akan diperkuat
diperkuat dimodulasikan
dimodulasikan menjadi
menjadi PWM
PWM atau
atau
jenis
jenis modulasi
modulasi pulsa
pulsa lainnya
lainnya sebelum
sebelum diumpankan
diumpankan ke
ke penguat.
penguat.
Setelah
Setelah dikuatkan,
dikuatkan, pulsa
pulsa keluaran
keluaran bisa
bisa diubah
diubah kembali
kembali menjadi
menjadi sinyal
sinyal
analog
analog menggunakan
menggunakan LPF.
LPF.
Keuntungan
Keuntungan :: efisiensi
efisiensi daya
daya lebih
lebih tinggi,
tinggi, idealnya
idealnya bisa
bisa 100%.
100%.
Contoh
Contoh penguat Kelas
Kelas D
D pada
pada alat
alat bantu
bantu dengar
dengar ::
Sifat dan karakteristik penguat Kelas D :
••
••
Bekerja
Bekerja sangat
sangat efisien,
efisien, tidak
tidak menghasilkan
menghasilkan panas
panas
hemat
hemat daya.
daya.
Kerugian
Kerugian :: menghasilkan
menghasilkan derau
derau elektromagnetik.
elektromagnetik.
••
Relatif
Relatif lebih
lebih murah,
murah, rangkaiannya
rangkaiannya kompak,
kompak, ukuran
ukuran dan
dan berat
berat rendah
rendah
karena
karena tidak
tidak memerlukan
memerlukan sirip
sirip pendingin.
pendingin.
Bisa
Bisa beroperasi
beroperasi dengan
dengan sumber
sumber sinyal
sinyal digital
digital tanpa
tanpa perlu
perlu DAC
DAC (digital
(digital
analog
analog converter)
converter) untuk
untuk mengubah
mengubah sinyal
sinyal ke
ke bentuk
bentuk sinyal
sinyal analog.
analog.
Aplikasi
Aplikasi :: sistem
sistem audio
audio home
home theatre
theatre,, sistem
sistem audio
audio pada
pada telepon
telepon mobil
mobil
(menghemat
(menghemat baterai),
baterai), alat
alat bantu
bantu dengar
dengar ((hearing
hearing aids
aids)) untuk
untuk
menghemat
menghemat baterai,
baterai, speaker
speaker aktiv
aktiv ((sub
sub woofer
woofer),
), penguat
penguat nada
nada bass
bass
pada
pada tata
tata suara
suara modern,
modern, dlsb.
dlsb.
••
••
Penguat Kelas E :
••
••
••
Penguat
Penguat kelas
kelas E
E ditemukan
ditemukan oleh
oleh Nathan
Nathan O.
O. Sokal
Sokal dan
dan Alan
Alan D.
D. Sokal,
Sokal, 1972.
1972.
Seperti
Seperti Kelas
Kelas D,
D, penguat
penguat Kelas
Kelas E
E bekerja
bekerja sebagai
sebagai switching
switching amplifier
amplifier
efisiensi
efisiensi mendekati
mendekati 100%.
100%.
Yang
Yang membedakan
membedakan dengan
dengan Kelas
Kelas D
D adalah
adalah adanya
adanya kapasitor
kapasitor yang
yang
dipasang
dipasang pada
pada keluaran
keluaran transistor
transistor ke
ke ground.
ground. Prinsip
Prinsip kerjanya
kerjanya sbb.:
sbb.:
••
Pulsa
Pulsa keluaran
keluaran hasil
hasil penguatan
penguatan sinyal
sinyal masukan
masukan diumpankan
diumpankan ke
ke beban
beban
lewat
lewat rangkaian
rangkaian LC
LC
LC
LC membentuk
membentuk resonator
resonator paralel
paralel dan
dan LL00CC00
membentuk
membentuk resonator
resonator serial
serial
sinyal
sinyal keluaran
keluaran ke
ke R
RLL menjadi
menjadi sinus.
sinus.
••
Aplikasi
Aplikasi :: penguat
penguat yang
yang memerlukan
memerlukan efisiensi
efisiensi tinggi.
tinggi.
Penguat Kelas F :
••
Penguat
Penguat kelas
kelas FF dibuat
dibuat untuk
untuk memperbaiki
memperbaiki efisiensi
efisiensi penguat
penguat frekuensi
frekuensi
radio
radio (RF)
(RF)
Caranya
Caranya dengan
dengan memberikan
memberikan rangkaian
rangkaian resonansi
resonansi
tambahan
tambahan pada
pada bagian
bagian pra-tegangan.
pra-tegangan.
••
Penguat
Penguat kelas
kelas FF banyak
banyak diaplikasikan
diaplikasikan pada
pada penguat
penguat daya
daya radio
radio berdaya
berdaya
tinggi.
tinggi.
Penguat Kelas G, H :
••
••
••
••
••
••
Penguat
Penguat Kelas
Kelas G
G dan
dan H
H dibuat
dibuat untuk
untuk
memperbaiki
memperbaiki efisiensi
efisiensi penguat
penguat Kelas
Kelas
AB
AB dengan
dengan distorsi
distorsi yang
yang rendah
rendah dan
dan
tanpa
tanpa efek
efek radiasi
radiasi elektromagnetik.
elektromagnetik.
Penguat
Penguat Kelas
Kelas G
G memiliki
memiliki garis
garis beban
beban
yang
yang mirip
mirip dengan
dengan Kelas
Kelas AB
AB tetapi
tetapi
sistem
sistem catu
catu daya
daya lebih
lebih dari
dari 11 pasang,
pasang,
mulai
mulai dari
dari catu
catu daya
daya tegangan
tegangan rendah
rendah
hingga
hingga tinggi.
tinggi.
Tujuannya
Tujuannya :: meningkatkan
meningkatkan efisiensi.
efisiensi.
Penguat
Penguat Kelas
Kelas H
H mirip
mirip dengan
dengan Kelas
Kelas G,
G,
hanya
hanya catu
catu dayanya
dayanya dibuat
dibuat lebih
lebih
“kontinyu”
“kontinyu” dan
dan linier
linier sesuai
sesuai dengan
dengan
kebutuhan
kebutuhan keluarannya
keluarannya sehingga
sehingga
semakin
semakin efisien.
efisien.
Contoh
Contoh penguat
penguat Kelas
Kelas G
G ::
Aplikasi
Aplikasi :: penguat
penguat daya
daya audio.
audio.
Contoh
Contoh rangkaian
rangkaian penguat
penguat Kelas
Kelas G
G
Prinsip penguat Kelas H :
• Pendeteksi sinyal akan menghasilkan informasi besarnya tegangan
yang diperlukan untuk memberi catu daya.
• Tracking supply akan menghasilkan tegangan catu daya yang sesuai
dengan kebutuhan.
Penguat Kelas I :
••
••
••
Penguat
Penguat Kelas
Kelas II menggunakan
menggunakan 22 set
set peralatan
peralatan switching
switching yang
yang bekerja
bekerja
secara
secara komplementer
komplementer ((push-pull
push-pull)) yang
yang dipasang
dipasang paralel,
paralel, masingmasingmasing
masing mencuplik
mencuplik untuk
untuk setengah
setengah gelombang
gelombang yang
yang bersesuian
bersesuian (plus
(plus
dan
dan minus,
minus, seperti
seperti Kelas
Kelas B).
B).
Saat
Saat tak
tak ada
ada sinyal
sinyal masukan,
masukan, atau
atau saat
saat sinyal
sinyal sedang
sedang mencapai
mencapai titik
titik
simpang
simpang nol,
nol, peralatan
peralatan switching
switching akan
akan ON
ON dan
dan OFF
OFF secara
secara simultan
simultan
dengan
dengan duty
duty cycle
cycle 50%.
50%.
Saat
Saat sinyal
sinyal mencapai
mencapai setengah
setengah gelombang
gelombang positip,
positip, maka
maka peralatan
peralatan
switching
switching positip
positip akan
akan menaikkan
menaikkan duty
duty cycle
cycle dan
dan peralatan
peralatan switching
switching
negatif
negatif akan
akan menurunkan
menurunkan duty
duty cycle
cycle dengan
dengan nilai
nilai yang
yang sama
sama
PWM
PWM
disebut
disebut penguat
penguat PWM
PWM bersisipan.
bersisipan.
Contoh Penguat Kelas I : penguat daya audio
Penguat Kelas S :
••
••
••
••
••
Penguat
Penguat Kelas
Kelas S
S merupakan
merupakan penguat
penguat dengan
dengan mode
mode pensaklaran
pensaklaran
((switching
switching)) seperti
seperti pada
pada Kelas
Kelas D.
D.
Cara
Cara kerja
kerja :: penguat
penguat kelas
kelas S
S mengubah
mengubah sinyal
sinyal masukan
masukan analog
analog ke
ke pulsa
pulsa
digital
digital dengan
dengan menggunakan
menggunakan modulator
modulator delta-sigma,
delta-sigma, memperkuatnya,
memperkuatnya,
dan
dan didemodulasi
didemodulasi dengan
dengan sebuah
sebuah BPF.
BPF.
Karena
Karena kondisi
kondisi sinyal
sinyal hanya
hanya ada
ada “ON”
“ON” dan
dan “OFF”
“OFF” maka
maka efisiensi
efisiensi
penguat
penguat bisa
bisa mencapai
mencapai 100%.
100%.
Aplikasi
Aplikasi :: penguat
penguat daya
daya audio,
audio, penguat
penguat daya
daya radio
radio HF.
HF.
Contoh
Contoh ::
Penguat Kelas T :
••
••
••
••
••
Sering
Sering disebut
disebut sebagai
sebagai
“penguat
“penguat digital”.
digital”.
Prinsip
Prinsip kerja
kerja :: penguat
penguat Kelas
Kelas T
T
mengubah
mengubah sinyal
sinyal analog
analog ke
ke
sinyal
sinyal PWM
PWM switching
switching
transistor
transistor serta
serta filter
filter seperti
seperti
pada
pada Kelas
Kelas D.
D.
Keuntungannya
Keuntungannya :: aras
aras distorsi
distorsi
yang
yang rendah
rendah (seperti
(seperti Kelas
Kelas AB)
AB)
dan
dan efisiensi
efisiensi daya
daya (seperti
(seperti
pada
pada Kelas
Kelas D).
D).
Aplikasi
Aplikasi :: digunakan
digunakan pada
pada
sistem
sistem penguat
penguat audio
audio digital
digital
yang
yang diproses
diproses dengan
dengan DSP
DSP
((digital
digital signal
signal processing
processing).).
Contoh
Contoh ::
Perbandingan karakteristik konduksi penguat :
Penguat linier :
•• Memperkuat
Memperkuat sinyal
sinyal masukan
masukan tanpa
tanpa distorsi.
distorsi. Jenis
Jenis penguat
penguat kelas
kelas
A
A dan
dan kelas
kelas AB.
AB.
•• Efisiensi
Efisiensi rendah
rendah (