LAPORAN HASIL PRAKTIKUM
Penguat Kelas A dengan Transistor BC337
ELEKTRONIKA II
Dosen: Dr.M.Sukardjo
Kelompok 7
Abdul Goffar Al Mubarok (5215134375)
Egi Destriana
(5215131350)
Haironi Rachmawati
(5215136243)
Lusiana Sinaga
(5215136242)
PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA
2015
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Rangkaian penguat merupakan salah satu rangkaian dasar yang paling populer dalam dunia elektronika. Sistem yang terdapat di dalamnya menjadi landasan bagi rangkaian analog lain yang lebih kompleks. Hampir semua perangkat elektronika mulai dari yang sederhana sampai yang rumit di dalamnya terdapat penguat. Penguat mempunyai bentuk, fungsi, dan komponen penyusun yang berbeda-beda tergantung pada fungsi dari penguat tersebut. Salah satu rangkaian penguat yang sederhana dan secara umum sering ditemukan adalah penguat daya kelas A.
Penguat transistor ini mempunyai titik kerja efektif setengah tegangan Vcc. Agar rangkaian siap bekerja menerima signal input maka penguat ini memerlukan bias awal. Penguat kelas A adalah penguat dengan efesiensi terendah tetapi memiliki cacat signal (distorsi) terkecil.
Untuk mendapatkan titik kerja transistor tepat setengah tegangan Vcc, maka harus dilakukan sedikit perhitungan melalui pembagi tegangan yang terdiri dari dua buah resistor. Karena memiliki distorsi kecil, maka penguat kelas A dapat digunakan sebagai penguat awal sebuah sistem (Pre Amp).
1.2 Tujuan
Tujuan dari praktikum kali ini adalah merancang rangkaian penguat kelas A sesuai dengan karakteristik yang ada.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Penguat Kelas A
Penguat kelas A adalah penguat yang menggunakan transistor dengan disipasi daya minimal ½ Watt. Dengan ciri garis beban berada ditengah ( berpotongan tepat ditengah ). Penguat kelas A biasanya digunakan untuk sinyal besar, maka ketentuan untuk membuat rangkaian agar menghasilkan sinyal penguat kelas A,
Pada rangkaian penguat kelas A, harus dirancang sedemikian rupa agar terjadi penguatan sinyal yang diinginkan. Sistem bias penguat kelas A yang populer adalah sistem bias pembagi tegangan dan sistem bias umpan balik kolektor. Melalui perhitungan tegangan bias yang tepat maka kita akan mendapatkan titik kerja transistor tepat pada setengah dari tegangan VCC penguat. Penguat kelas A cocok dipakai pada penguat awal (pre amplifier) karena mempunyai distorsi yang kecil.
2.2 Ciri Penguat Daya Kelas A
Ciri khusus yang membedakan penguat daya kelas A dengan penguat daya kelas lainnya adalah:
- Penguat dengan letak titik Q di tengah-tengah garis beban.
- Mempunyai sinyal keluaran yang paling bagus diantara penguat jenis yang lain.
- Efisiensinya paling rendah, karena banyaknya daya yang terbuang di transistor.
- Titik kerja diatur agar seluruh fasa sinyal input diatur sedemikian rupa sehingga seluruh
fasa arus output selalu mengalir. Penguat ini peroperasi pada daerah linear.
- Disipasi daya tertinggi terjadi saat tidak ada sinyal masukan. Besarnya disipasi daya pada
transistor dirumuskan: PDiss = Vce x Ic
Penguat kelas A yang kami gunakan adalah penguat kelas A dengan sistem bias pembagi tegangan. Setiap penguat mempunyai dua garis beban, yaitu garis beban DC dan garis beban AC. Garis beban DC diperoleh dari IC(sat) dan VCE(cutoff) di rangkaian ekivalen DC, sedangkan garis beban AC
diperoleh dari ic(sat) dan vce(cutoff) dari rangkaian ekivalen AC. Sebuah penguat, jika penguatannya
berlebih maka akan terjadi kemungkinan sinyal output dari penguat tersebut akan terpotong puncaknya. Maka pada penguat kelas A, titik Q diatur agar tepat berada ditengah-tengah suatu garis beban agar output dari penguat sinyal kelas A tidak terpotong.
VCE(cutoff) IC(sat)
IC
Q VCE
Garis beban DC menyatakan semua titik saturasi yang mungkin terjadi pada rangkaian penguat tersebut. Ujung atas dari garis beban dc disebut titik penjenuhan (saturation point) dan ujung bawah garis beban disebut titik sumbat (cutoff point).
Ketika transistor saturasi, semua tegangan Vcc akan muncul pada RC dan RE, maka arus pada IC akan sama dengan IE, sehingga:
IC (sat)= Vcc RC+RE
Dan sebaliknya, jika transistor dalam keadaan cutoff, semua tegangan Vcc akan muncul pada terminal kolektor-emiter, sehingga:
VCE=Vcc
Titik Q menunjukan arus (ICQ) dan tegangan kolektor (VCEQ) stasioner (dalam keadaan
istirahat). ICQ≅ IE≅V2−VBE RE Gambar 2. Rangkaian ekivalen dc Gambar 1. Rangkaian penguat sinyal Gambar 3. Garis beban DC
ie vce(cutoff) ic(sat) IC Q VCE dimana V2= R2 R1+R2
×Vcc dan VBE=0,7 untuk transistor jenis silicon dan 0,3 untuk bahan jenis
Germanium. VCEQ≅ Vcc−IC
(
RC+RE)
2.4 Garis Beban AC Garis beban ac diambil dari rangkaian ekivalen ac. Garis beban ac memiliki titik jenuh (saturation point) yang diberi lanbang ic(sat) dan suatu titik pancung yang ditunjukan dengan vce(cutoff).Dimana ic(sat)=ICQ+ VCEQ
rL dan vce (cutoff )
=VCEQ+ICQrL
Hal yang membedakan Penguat kelas A dengan penguat lain adalah letak titik Q berada di pusat garis beban. Hal ini untuk mencegah terpotongnya sinyal output.
Gambar 4. Garis beban AC
Agar titik Q berada ditengah garis beban ac, maka: ic(sat)=2 ICQ
vce (cutoff )=2VCEQ
rC+rE=VCEQ ICQ
Dari persamaan diatas dapat disimpulkan, untuk mendapatkan titik Q yang terletak dipusat, resistansi ac dari rangkaian kolektor dan emitter harus sama dengan rasio dari tegangan kolektor stasioner ke arus kolekter stasioner.
Cara untuk menempatkan titik Q ditengah garis beban dc pada tahapan CE pada rangkaian pembagi tegangan adalah sebagai berikut:
1 Buat VE = 0.1 VCC
Gambar 5. titik Q berada di atas pusat dari garis beban, sehingga terjadi pengguntingan penjenuhan
(saturation clipping)
Gambar 6. titik Q berada di bawah pusat dari garis beban, sehingga terjadi pengguntingan titik sumbat (cutoff clipping)
Gambar 7. titik Q berada di pusat garis beban, sehingga tidak terjadi pengguntingan (ciri
2 tentukan nilai RE 3 Pilih nilai RC = 4RE
4 Tambahkan 0.7V pada VE untuk memperoleh VB
5 Pilih R1 dan R2 untuk menghasilkan VB yang diperlukan.
Sedangkan ntuk merancang penguat kelas A dengan titik Q berada di pusat garis beban AC dapat dibuat dengan bantuan persamaan berikut ini:
ICQ= VCC RC+RE+rL Dimana Rc = 4 RE, sehingga: ICQ= VCC 4 RE+RE+rL ICQ= VCC 5 RE+rL 2.5 Data Transistor
Transistor BC337 merupakan transistor jenis NPN, dengan karakteristik sebagai berikut: Tegangan maksimum kolektor-emiter (VCEO) = 45 Volt
Tegangan maksimum kolektor-basis (VCBO) = 50 Volt
Tegangan maksimum emitter-basis (VEBO) = 5 Volt
Arus kolektor konstan (IC) = 10 mA
ΒDC atau hFE = 250
Gambar 8. Titik Q berada di tengah-tengah garis beban AC
BAB III
PERENCANAAN ALAT
Berikut ini perhitungan yang dilakukan untuk merancang penguat kelas A dengan transistor BC337:
Setelah dilakukan survei ke pasar untuk mengetahui nilai dan harga resistor, didapat sedikit perbedaan antara nilai resistor hasil perhitungan dengan nilai resistor yang tersedia di pasar. Perbedaan tersebut dapat dilihat pada tabel berikut.
Hasil Perhitungan
Nilai Resistor di
Pasar
R1=20,75 KΩ R1=2 2 KΩ R2=4,25 KΩ R2=4,7 KΩ RC=400 Ω RC=4 7 0 Ω
RL=100 kΩ RL=100 kΩ
RE=100 Ω RE=100 Ω
Gambar 9. Rangkaian Penguat kelas A
Gambar 10. Titik Q pada penguat kelas A Perhitungan Titik Q :
BAB IV
HASIL PRAKTIKUM DAN ANALISA DATA HASIL
PRAKTIKUM
4.1Langkah kerja praktikum
Alat : 1 Osiloscop 2 Protoboard 3 Function Generator 4 Capit Buaya 5 AVO meter Bahan : 1 Transistor BC559 2 Resistor 200K, 37K, 4K7, dan 1K2 3 Capasitor 100 µF 4 Jumper Langkah Kerja1 Merancang Rangkaian Penguat Kelas A ( Menentukan besar resistor )
Gambar 11. Skema penguat kelas A 2 Menggambarkan grafik titik Q
3 Membuat rangkaian seperti yang telah dirancang diatas protoboard.
Gambar 12. Rangkaian penguat kelas A di Projectboard
4 Sambungkan osiloscop Chanel 1 pada Input dan Chanel 2 pada Outpun, liat penguatan sinyal yang dihasilkan.
Gambar 13. Hasil Gelombang beda fasa 180º
5 Mengukur VB, VE, VC, VBE, VR1, IE, IB, dan IC menggunakan
multimeter.
VCE V1 VE VB VC VBE IC IE IB
6 Bandingkan hasil perhitungan teori dengan hasil pengukuran/praktikum
No Nama Teori Praktikum
1 R1 20,75 kΩ 22 kΩ 2 R2 4,25 kΩ 4,7 kΩ 3 Rc 400 Ω 470 Ω 4 RE 100 Ω 100 Ω 5 VE 1 V 0,8 V 6 IC 10 mA 7,8 mA 7 IE 10 mA 7,9 mA 8 IB 0,04 mA 67,4 µA 9 VB 1,7 V 1,5 V 10 VC 7,2 V 3,6 V 11 VBE 0,7 V 0,7 V 4.2 Analisa Gelombang Vout Vin
Gambar 13. Hasil gelombang Osiloscop
Pengaturan V/DIV pada osiloskop diatur pada posisi 10 mV. Sedangkan Time/DIV diatur pada posisi 2 ms. Vin mencapai 2,4 DIV dan Vout mencapai 7,6 DIV. Sehingga didapat Vin = 24 mV p-p dan Vout sebesar 76 mV p-p.
Besar penguatan diamati dari pengukuran tegangan VB dan VC , percobaan :
A=VOUT V¿
=76 mV
24 mV=3,17 kali
Penguatan pada Penguat kelas A, saat Perhitungan teori memiliki rumus : A=Vout V¿ =99,5 mV 25 mV =3,98 kali
BAB V
PENUTUP
5.1 KesimpulanDari percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa Penguat daya merupakan gabungan atau kombinasi dari penguat tegangan (penguat yang menguatkan tegangan dari sinyal masukan) denagn penguat arus ( penguat yang menguatkan arus dari sinyal masukan). Salah satu karakteristik paling menonjol dari penguat kelas A adalah terjadi penguatan sinyal yang diiringi perubahan fasa sinyal sebesar 180O.
5.2 Saran
Saran yang hendak disampaikan penulis adalah sebagai berikut:
Mahasiswa perlu memeriksa dengan teliti peralatan dan komponen yang digunakan sebelum memulai praktikum untuk meminimalisir error atau kesalahan.
Keterbatasan fasilitas sarana praktikum membuat mahasiswa kesulitan dalam memenuhi tujuan praktikum,
perlu dilakukan pengadaan alat dan bahkan laboratorium baru guna menunjang praktikum mahasiswa Teknik Elektro UNJ.
Jumlah mahasiswa yang tidak dapat tertampung oleh laboratorium membuat suasana praktikum tidak kondusif, hal ini mempengaruhi kinerja praktikum mahasiswa. Mohon segera dicarikan solusi atas kondisi ini, seperti pengadaan laboratorium baru.
DAFTAR PUSTAKA
Malvino, P. A., 1981. Aproksimasi Prinsip Dasar Elektronika. Jakarta: Erlangga.