Transcript Pertemuan 16 PERANCANGAN PENGUAT KELAS A Matakuliah

Matakuliah
Tahun
Versi
: H0014/Elektronika Diskrit
: 2005
:1
Pertemuan 16
PERANCANGAN
PENGUAT KELAS A
1
Learning Outcomes
Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa
akan mampu :
Menerangkan cara merancang penguat kelas A.
2
Outline Materi
• Titik saturate dan titik cutoff.
• Garis beban ac.
• Perancangan.
3
TITIK KERJA DI TENGAH
GARIS BEBAN
RANGKAIAN COMMON EMITTER
Di Tengah Garis Beban DC
VCC
R1
RC
0,5 VCC
Penentuan Nilai Komponen
VE  0,1 VCC
0,4 VCC
RE = ?
( ICQ = ½ IC(sat) )
RC = 4 RE
R2
RE
0,1 VCC
VB = VE + VBE
( VBE
= 0,7 V )
4
Hitung R1 & R2 sesuai VB !
CONTOH 1
Rancanglah
Vcc
ID
Common
Rc
R1
IB
RL
R2
RE
rangkaian
Emitter
dengan
prategangan
pembagi
tegangan
titik
terletak
dimana
di
Q
tengah-tengah
garis beban dc. Diketahui
Vcc = 12 V, ICQ = 5 mA dan
dc = 200.
5
JAWAB
Vcc

ID
VE = 0,1 Vcc = 0,1 ( 12 ) = 1,2 V
Rc
R1
• Tahanan R E
IB
RL
R2
Tegangan emiter dc :
RE
1,2 V
VE


 240 V
IE
5 mA
• RC = 4 RE = 4 .( 240 ) = 960 
• VB = VE + VBE = 1,2 + 0,7 = 1,9 V
IB
5 mA
Ic


 0,025 mA
β dc
200
6
Nilai R1 dan R2
Vcc
ID
• Arus melalui pembagi tegangan
Rc
R1
paling sedikit 10x lebih besar
IB
daripada arus basis.
RL
ID = 10 IB = 10.( 0,025 ) = 0,25 mA
RE
R2
12 V
Vcc

 48 k
•R1 + R2 = I
0,25 mA
D
•R2 =
1,9 V
VB

 7,6 k
ID
0,25 mA
•R1 = 48 - R2
•R1 = 48 – 7,6
•R1 = 40,4 k
7
CONTOH 2
Vcc
ID
Hitung : kepatuhan keluaran
sinyal ac nya.
R1
40,4 K
RC = 960 
Jawab :
Kepatuhan ac :
IB
PP = 2.ICQ.rL
RL = 960 
R2
7,6 K
240 
RE
PP = 2. ICQ. ( RC // RL )
PP = 2. ( 5 mA ).( 480  )
PP = 4,8 volt
8
Garis Beban DC dan ac
ac ekivalen
dc ekivalen
I C( sat )
VCC

RC  RE
I C( sat )
12
12 V


960  240 1200 Ω
I C( sat )  0,01 A  10mA
VCE ( cutoff )  VCC  2 V
I C( sat )
I C( sat )
VCEQ
 I CQ 
rL
6V
 5 mA 
480 Ω
I C( sat )  5 mA  12,5 mA  17,5 mA
VCE ( sat )  VCEQ  I CQ .rL
VCE ( sat )  6 V  5 mA .( 480 Ω )
VCE ( sat )  8,4 V
9
KEPATUHAN AC
Titik Q di tengah garis beban DC
IC
17,5
Garis beban ac
10
5
Garis beban dc
6
8,4
12
VCE
10
PP = 4,8 volt
TITIK Q DI TENGAH
GARIS BEBAN ac
Vcc
VCEQ = ICQ rL
ID
VCEQ + ICQ ( RC + RE ) = VCC
Rc
R1
VCC - ICQ ( RC + RE ) = ICQ.rL
IB
RL
R2
RE
VC C
IC Q 
RC  RE  rL
RC = 4 RE maka,
I CQ
VCC

5 R E  rL
11
CONTOH 3
Rancanglah kembali rangkaian CE pada contoh 1 diatas
dengan menggunakan titik Q yang terletak di tengah-tengah
garis beban ac.
Jawab :
I CQ 
Vcc
RC
VCC
12

 7,14 mA
 R E  rL
960  240  480
ID
RC = 960 
R1
VE  I CQ .R E  ( 7,14 mA ).( 240Ω )  1,71 V
VB  VE  VBE  1,71  0,7  2,41 V
IB
RL = 960 
R2
240 
RE
IB 
IC
7,14 mA

 0,0357 mA
β dc
200
I D  10 I B  0,357 mA
12
Nilai R1 dan R2
R1  R 2 
VCC
2,41 mV

 6,75 kΩ
ID
0,357 mA
Vcc
ID
R1
R2 
26,85 K
RC = 960 
VB
2,41 V

 6,75 kΩ
ID
0,357 mA
R 1  33,6  R 2  33,6  6,75  26,85 kΩ
IB
RL = 960 
R2
6,75 K
240 
RE
Kepatuhan ac :
PP = 2.ICQ.rL
PP = 2.( 7,14 mA ).( 960  // 960  )
PP = 6,854 volt
13
KEPATUHAN AC
Titik Q di tengah garis beban ac
IC
14,28
Garis beban ac
10
7,14
Garis beban dc
0
3,43
PP = 6,854 volt
6,86
12
VCE
14
RANGKAIAN
COMMON COLLECTOR
TITIK Q DI TENGAH GARIS BEBAN DC
+VCC
0,5 Vcc
R1
Penentuan Nilai
Komponen
VE = 0,5 VCC
R2
RE = ?
RE
( ICQ = ½ IC(sat) )
0,5 Vcc
VB = ?
15
Hitung R1 & R2 sesuai VB !
CONTOH 1
Vcc= 20 V
ID
3,3 K
Rancanglah
kembali
rangkaian
common
collector / emitter follower
VB
disamping
3,6 K
dengan
spesifikasi :
IB
Vin
ini
330 
RL
VE = 10 V, ICQ = 2 mA,
Vout
hFE = 175 dan titik Q
berada
ditengah
garis
beban DC.
16
JAWAB
VE = ICQ .RE
 R E  VE  10 V  5 kΩ
Vcc= 20 V
ID
VB
I C 2 mA
IB 

 0,0114 mA
β FE
175
IB
R2
2 mA
VB = VE + 0,7 V = 10 + 0,7 = 10,7 V
R1
Vin
I CQ
330 
RL
Vout
ID = 10 IB = 10 . 0,0114 = 0,114 mA
VCC
20 V
R1  R 2 

 175,4 kΩ
ID
0,114 mA
VB
10 ,7 V
R2 

 93,86 kΩ
I D 0,114 mA
R1 = 175,4 – R2
R1 = 175,4 – 93,86
R1 = 81,54 k
17
TITIK Q DI TENGAH
GARIS BEBAN AC
Vcc= 20 V
ID
VCEQ = ICQ.rL
VCC = VCEQ + ICQ. RE
R1
VCC = ICQ . rL + ICQ. RE
VB
VCC = ICQ .( RE + rL )
IB
Vin
R2
RE
RL
Vout
VC C
IC Q 
RE  rL
18
CONTOH 2
Rancanglah
pengikut emiter disamping
Vcc= 20 V
ID
ini
R1
dengan
menentukan
nilai tahanan R1 dan R2
VB
agar rangkaian mempunyai
IB
Vin
rangkaian
R2
1K
1K
titik kerja Q di tengahVout
tengah garis beban ac.
dc transistor = 200.
19
JAWAB
Vcc= 20 V
ID
rL = RC // RL = 1K // 1K = 0,5 K
I CQ
R1
VCC
20 V


 13,3 mA
R E  rL 1 K  0,5 K
VB
IB
VE  I CQ .R E  (13,3 mA ).(1K )  13,3 V
Vin
R2
1K
1K
Vout
VB  VE  VBE  13,3  0,7  14 V
I CQ 13,3
IB 

 0,0665 mA
βdc
200
R2 
I D  10.I B  10.( 0,0665)  0,665 mA
R1  30  R 2  30  21
VCC
20 V
R1  R 2 

 30 KΩ
ID
0,665 mA
R 1  9 KΩ
VB
14

 21 KΩ
I D 0,665
20