elektronika 12.28
Pada era modern ini, penggunaan perangkat lunak simulasi menjadi sangat penting dalam analisis dan perancangan rangkaian elektronik. Salah satu aplikasi umum adalah analisis penguat kelas A, yang dikenal karena linearitas dan kesederhanaannya. Dalam subbab ini, dilakukan simulasi komputer terhadap penguat kelas A dengan konfigurasi series-fed menggunakan perangkat lunak Design Center (PSpice). Simulasi ini bertujuan untuk mengevaluasi performa penguat, seperti tegangan bias, arus kolektor, dan gain AC, sekaligus mengkaji keakuratan model transistor yang digunakan.
1. Mempelajari cara menggambar dan menganalisis rangkaian penguat kelas A menggunakan perangkat lunak PSpice.
2. Menghitung parameter-parameter penting seperti tegangan bias, arus kolektor, dan resistansi intrinsik emitter.
3. Menyesuaikan parameter model transistor (BF dan IS) agar hasil simulasi lebih mendekati kondisi ideal.
4. Menunjukkan hubungan antara data simulasi dan perhitungan analitik pada penguat kelas A.
Transistor
Transistor adalah komponen elektronika yang ditemukan di berbagai rangkaian dan digunakan sebagai saklar, penguat sinyal, osilator, modulator dan sebagainya.
Hampir semua barang elektronik menggunakan sebuah perangkat transistor untuk digunakan di berbagai rangkaian, misalnya untuk televisi, computer, dan audio.
Bahan pembuat transistor terdiri dari bahan semi konduktor seperti galium arsenide, silikon, atau germanium yang merupakan elektroda aktif.
Transistor memiliki 3 pin terminal yaitu emitor, basis, dan kolektor. Arus kecil pada satu terminal digunakan untuk membangkitkan arus besar pada terminal yang tersisa.
Transistor memiliki dua sambungan PN yaitu sambungan kolektor-basis untuk bias mundur dan sambungan basis emitor untuk bias maju.
Capasitor
Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf "C" adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang nonkonduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatanmuatan positif dan negatif di awan.
Resistor
Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R). Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.Cara menghitung nilai resistor:Tabel warna
Gelang ke 1 : Coklat = 1Gelang ke 2 : Hitam = 0Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.Spesifikasi:
.jpeg)
Vsine
Vin/VSINE merupakan tegangan basis yang digunakan untuk memasok tegangan bias basis sesuai kebutuhan
Ground
Definisi grounding adalah sistem pentanahan yang berfungsi untuk meniadakan beda potensial sehingga jika ada kebocoran tegangan atau arus akan langsung dibuang ke bumi.
Fungsi grounding :
Perlindungan dari tegangan tinggi
Grounding dalam sistem instalasi listrik berungsi untuk mengurangi atau menghindari bahaya yang disebabkan oleh tegangan tinggi.misalnya bahaya petir dengan tegangan tinggi
Penstabil tegangan
Grounding dapat berfungsi untuk menstabilkan tegangan pada banyak sumber tegangan. Jika tidak terdapat titik referensi umum untuk semua sumber tegangan, akan terjadi kesulitan antar masing-masing hubungan
Mengatasi arus yang lebih
Grounding juga berfungs untuk mengatasi arus yang berlebih, karena sistem grounding ini menyediakan level keselamatan baik kerusakan peralatan atau manusia
Baterai Baterai merupakan sebuah benda yang dapat atau bisa mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Energi listrik yang dihasilkan oleh baterai tersebut sama seperti akumulator, yakni listrik searah dikatakan DC. Jumlah listrik yang dihasilkan tersebut tergantung dari seberapa besar baterai tersebut.
 |
| Baterai |
Fungsi Baterai:
Sangat beragam fungsi dari baterai dalam kehidupan sehari-hari namun memiliki intinya yang sama yakni sebagai sumber energi, karena hampir pada semua alat elektronik yang sifatnya mobile juga perlu baterai sebagai sumber energi.
Amplifier kelas A adalah jenis penguat yang bekerja sepanjang siklus penuh sinyal input (360 derajat). Rangkaian series-fed class A amplifier menggunakan transistor sebagai elemen aktif yang di-bias secara linier untuk menjaga agar tetap dalam mode aktif sepanjang waktu. Pada konfigurasi ini:
- VCC adalah sumber tegangan DC utama.
- RB memberikan arus bias ke basis transistor.
- RC adalah resistor kolektor, yang berperan menentukan tegangan output dan disipasi daya.
- Capacitor coupling (C1 dan C2) digunakan untuk memblok DC sambil meneruskan sinyal AC dari input ke output.
- Efisiensi amplifier kelas A relatif rendah (~25-30%), namun linearitas dan fidelitas-nya tinggi, sehingga cocok untuk aplikasi audio dan komunikasi.
Penguat kelas A dengan konfigurasi series-fed bekerja dengan prinsip bahwa transistor selalu berada dalam kondisi aktif (aktif linear) selama seluruh siklus sinyal input. Artinya, arus kolektor selalu mengalir, baik saat sinyal input bernilai positif maupun negatif.
Pada konfigurasi ini, beban (load resistor) disusun secara seri dengan kolektor dan suplai tegangan DC (Vcc). Sinyal input yang diberikan pada basis transistor akan mengatur arus basis, yang kemudian mengontrol arus kolektor. Perubahan arus kolektor akan menyebabkan tegangan jatuh pada resistor beban, menghasilkan sinyal output.
Karena transistor bekerja sepanjang waktu dalam kondisi aktif, maka distorsi sinyal sangat kecil, sehingga penguat ini menghasilkan output yang sangat linear. Namun, efisiensi dayanya rendah karena arus DC tetap mengalir meskipun tidak ada sinyal input.
1.Diketahui rangkaian dan garis beban Series-fed class A large-signal amplifier seperti gambar Hitunglah IC(p), Po(ac), Pi(dc) dan %η.
2. Diketahui rangkaian dan garis beban Series-fed class A large-signal amplifier seperti gambar.Hitunglah IC(p), Po(ac), Pi(dc) dan %η.
Contoh soal 3
Dengan menggunakan Design Center, kami menggambar rangkaian penguat kelas A yang diumpankan seri seperti yang ditunjukkan pada Gambar 12.28. Gambar 12.29 menunjukkan beberapa hasil analisis. Edit model transistor untuk nilai hanya BF = 90 dan IS = 2E-15. Ini membuat model transistor lebih ideal sehingga perhitungan PSpice lebih cocok dengan yang di bawah ini.
Diket:
Vc(dc)=12.47
Ie=Ic=95mA
re=26mV/95mA=0.27
Jawab:
Av=-Rc/re=-100/0.27=-370
Vo=AvVi=(-370)(10)=-3.7 V (puncak)
Vo(p-p) = 15,6 V - 8,75 V = 6,85 V
Vo(p) = 6.85V/2 = 3.4 v
Pi=Vcc.Ic=(22).(95)=2.09 W
Po(ac) = Vo(p-p)^2/(8.Rl)=(6,85)^2/8.100=58mW
%n=Po/Pi x 100%=(58/2.09).100%=2.8%
1. Dalam amplifier kelas A, transistor berada dalam mode aktif selama:
A. Setengah siklus input
B. Seperempat siklus input
C. Tiga perempat siklus input
D. Seluruh siklus input
Jawaban :D
2. Fungsi dari kapasitor coupling (misalnya C1 dan C2) dalam amplifier kelas A adalah:
A. Menyimpan energi
B. Memblokir sinyal AC
C. Meneruskan sinyal AC dan memblokir DC
D. Menurunkan tegangan output
Jawaban :C
3. Salah satu kelemahan utama dari amplifier kelas A adalah:
A. Distorsi tinggi
B. Efisiensi rendah
C. Tidak bisa memperkuat sinyal
D. Tidak bisa digunakan untuk audio
Step 1 : Buka Aplikasi Proteus
Step 2 : Susun dan siapkan komponen
Step 3 : Rangkai komponen
Step 4 : Mulai simulasi pada proteus
Step 5 : Amati rangkaian yang dibuat
Download File Proteus Rangkaian 12.28 (disini)
Download Datashet Resistor (disini)
Download Datashet kapasitor (disini)
Download Datashet Transistor (disini)
Download Datashet Video percobaan Rangkaian (disini)
Komentar
Posting Komentar