12.35

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan
2. Tujuan
3. Alat dan Bahan
4. Dasar Teori
5. Example
6. Problem
7. Soal Latihan
8. Percobaan
9. Download File

1. Pendahuluan [Kembali]

Transistor merupakan salah satu komponen aktif yang sangat penting dalam dunia elektronika modern, khususnya dalam aplikasi penguatan sinyal. Salah satu jenis transistor yang umum digunakan adalah Bipolar Junction Transistor (BJT). BJT digunakan dalam berbagai konfigurasi untuk memperkuat sinyal lemah menjadi sinyal yang lebih kuat dan dapat dimanfaatkan oleh beban elektronik lainnya. Salah satu konfigurasi dasar penguat transistor adalah konfigurasi common-emitter (emitor umum) yang memiliki keuntungan dalam hal penguatan tegangan dan daya.

Pada laporan ini, dilakukan simulasi rangkaian penguat transistor kelas A berbasis BJT menggunakan software Proteus, dengan referensi dari Gambar 12.35. Rangkaian ini menggunakan transistor NPN tipe 2N2222 yang diberi tegangan suplai DC sebesar 18 V (Vcc), resistansi basis (RB) sebesar 1,2 kΩ, dan resistansi kolektor (RC) sebesar 16 Ω. Rangkaian bekerja dalam mode aktif penuh untuk satu siklus sinyal, yang merupakan ciri khas penguat kelas A.

Tujuan dari simulasi ini adalah untuk memahami cara kerja penguat transistor BJT kelas A, menganalisis titik kerja (bias point), menghitung arus dan daya pada masing-masing bagian, serta mengevaluasi efisiensi daya dari rangkaian melalui simulasi.

2. Tujuan [Kembali]

Menganalisis kerja penguat transistor kelas A menggunakan BJT.
Menentukan titik kerja transistor secara teori dan membandingkannya dengan hasil simulasi.
Menghitung daya input dan output dari rangkaian serta efisiensinya.
Menerapkan rangkaian penguat common-emitter pada software Proteus sebagai simulasi pembelajaran.

3. Alat dan Bahan [Kembali]

Transistor NPN 2N2222
software proteus
Resistor 1.2 kΩ (RB)
Resistor 16 Ω (RC)
Kapasitor 100 µF
Sumber tegangan DC 18 V
Sumber sinyal AC (VSINE)
Ground
Oscilloscope / Virtual Voltmeter (opsional)

4. Dasar Teori [Kembali]

Penguat transistor kelas A adalah salah satu jenis penguat sinyal analog yang bekerja pada daerah aktif dari kurva karakteristik transistor selama seluruh siklus sinyal input. Dalam konfigurasi common-emitter (emitor umum), sinyal input diberikan ke basis, sedangkan sinyal output diambil dari kolektor. Rangkaian ini menghasilkan penguatan tegangan dan daya, namun disertai dengan pembalikan fasa sebesar 180° antara input dan output.

Transistor Bipolar Junction Transistor (BJT) memiliki tiga kaki: emitor (E), basis (B), dan kolektor (C). Pada konfigurasi common-emitter, arus kecil yang mengalir ke basis akan dikalikan oleh faktor penguatan arus transistor ( $𝛽$ ) untuk menghasilkan arus kolektor yang jauh lebih besar. Secara matematis hubungan antara arus basis dan arus kolektor dapat ditulis sebagai:

$𝐼_{𝐶} = 𝛽 \cdot 𝐼_{𝐵}$

Untuk menjaga transistor dalam daerah aktif, diberikan tegangan bias basis menggunakan resistor basis (RB). Tegangan basis-emitor (VBE) biasanya diasumsikan sebesar 0.7 V untuk transistor NPN silikon.

Arus basis dapat dihitung dengan:

$𝐼_{𝐵} = \frac{𝑉_{𝐶 𝐶} - 𝑉_{𝐵 𝐸}}{𝑅_{𝐵}}$

Dan daya input DC dari rangkaian dihitung menggunakan:

$𝑃_{𝑖} = 𝑉_{𝐶 𝐶} \cdot 𝐼_{𝐶}$

Sedangkan daya output AC (rms) dapat dihitung dari:

$𝑃_{𝑜} = 𝐼_{𝐶 (rms)}^{2} \cdot 𝑅_{𝐶}$

Efisiensi penguat kelas A didefinisikan sebagai:

$𝜂 = \frac{𝑃_{𝑜}}{𝑃_{𝑖}} \times 100 %$

Efisiensi maksimum teoritis dari penguat kelas A biasanya tidak lebih dari 25% jika sinyal terhubung langsung, atau sekitar 50% jika menggunakan transformator kopling. Namun, dalam praktik, efisiensi aktual lebih rendah karena disipasi daya dalam bentuk panas yang cukup besar pada transistor.

5. Example [Kembali]

Example 1

6. Problem [Kembali]

1. Calculate the input and output power for the circuit of Fig. 12.35 . The input signal results in a base current of 5 mA rms.

Jawab :

2. Calculate the input power dissipated by the circuit of Fig. 12.35 if RB is changed to 1.5 k.

Jawab :

3. What maximum output power can be delivered by the circuit of Fig. 12.35 if RB is changed to 1.5k?

Jawab :

4. If the circuit of Fig. 12.35 is biased at its center voltage and center collector operating point, what is the input power for a maximum output power of 1.5 W?

Jawab :

7. Soal Latihan [Kembali]
1. Ciri utama dari series-fed Class A amplifier adalah:
   A. Transistor hanya bekerja saat setengah siklus sinyal input
   B. Arus kolektor mengalir terus-menerus selama 360° dari sinyal input
   C. Efisiensinya tinggi karena tidak ada rugi daya
   D. Tidak memerlukan resistor beban
Jawaban: B. Arus kolektor mengalir terus-menerus selama 360° dari sinyal input
2. Kelemahan utama dari amplifier Class A jenis series-fed adalah:
   A. Tidak stabil pada suhu tinggi
   B. Kompleksitas rangkaiannya tinggi
   C. Efisiensi dayanya sangat rendah
   D. Tidak cocok untuk sinyal AC
Jawaban: C. Efisiensi dayanya sangat rendah
3.Pada series-fed Class A amplifier, daya maksimum dibuang dalam bentuk panas saat:
   A. Tidak ada sinyal input
   B. Sinyal input maksimum
   C. Saat transistor dalam keadaan cutoff
   D. Saat transistor dalam keadaan saturasi
Jawaban: A. Tidak ada sinyal input

8. Percobaan [Kembali]

a) Prosedur

Buka aplikasi Proteus dan buat proyek baru.
Pilih dan tempatkan komponen berikut pada lembar kerja:
- Transistor NPN 2N2222
- Resistor 1.2 kΩ dan 16 Ω
- Kapasitor elektrolit 100 µF
- Sumber tegangan DC 18 V (VCC)
- Sumber sinyal AC (VSINE)
- Ground
Sambungkan komponen sesuai dengan skema pada Gambar 12.35.
Hubungkan oscilloscope jika ingin melihat sinyal input dan output.
Jalankan simulasi dan amati arus, tegangan, serta bentuk gelombang.
Catat hasil pengamatan untuk dianalisis.

b. Rangkaian simulasi dan prinsip kerja

Rangkaian

Rangkaian simulasi ini mengacu pada konfigurasi common-emitter dengan penguatan kelas A. Sinyal input dari sumber VSINE masuk melalui kapasitor kopling (C1) ke basis transistor Q1. Kapasitor C1 berfungsi untuk memblokir tegangan DC agar tidak masuk ke input sinyal dan hanya meneruskan sinyal AC.

Transistor 2N2222 beroperasi dalam daerah aktif karena basis mendapat tegangan bias melalui resistor RB = 1.2 kΩ. Saat sinyal AC masuk ke basis, arus basis yang kecil diperkuat menjadi arus kolektor yang besar melalui penguatan β.

Arus kolektor mengalir dari Vcc ke kolektor melalui resistor RC = 16 Ω dan menghasilkan tegangan output pada titik kolektor. Karena sinyal output diambil dari kolektor, maka bentuk gelombang output akan berbentuk sinusoidal namun mengalami pembalikan fasa 180° terhadap sinyal input.

Simulasi ini menunjukkan bahwa rangkaian mampu bekerja sebagai penguat sinyal. Namun karena transistor terus aktif, meskipun tanpa sinyal input, rangkaian ini mengonsumsi daya terus-menerus, sehingga efisiensinya rendah. Ini adalah karakteristik khas dari penguat kelas A: linearitas tinggi tetapi efisiensi rendah.

Search This Blog

AHMAD ZAIDAN ZIDNA FANN

12.35

1. Pendahuluan [Kembali]

2. Tujuan [Kembali]

3. Alat dan Bahan [Kembali]

4. Dasar Teori [Kembali]

5. Example [Kembali]

6. Problem [Kembali]

8. Percobaan [Kembali]

9. Download File [Kembali]

Comments

Post a Comment