SERIES-FED CLASS A AMPLIFIER

[menuju akhir]

16.2 SERIES-FED CLASS A AMPLIFIER 681

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pengertian dan tujuan

2. komponen

3. prinsip kerja

4. dasar teori

5. rangkaian

6. video 

7. link Download

1. Pengertian dan tujuan
[KEMBALI]   

SERIES-FED CLASS A AMPLIFIER 681

    Sambungan sirkuit fixed-bias sederhana yang ditunjukkan pada gambar dapat digunakan untuk membahas fitur utama dari penguat seri-kelas A. Satu-satunya perbedaan antara ini sirkuit dan versi sinyal kecil yang dipertimbangkan sebelumnya adalah sinyal yang ditangani oleh sirkuit sinyal besar berada dalam kisaran volt dan transistor yang digunakan adalah kekuatan Transistor yang mampu beroperasi dalam kisaran beberapa hingga puluhan watt. Seperti yang akan ditunjukkan pada bagian ini, sirkuit ini bukan yang terbaik untuk digunakan sebagai penguat sinyal besar karena efisiensi daya yang buruk. Beta dari transistor daya umumnya kurang dari 100, keseluruhan rangkaian penguat menggunakan transistor daya yang mampu menangani daya atau arus besar sementara tidak memberikan banyak tegangan.

Tujuan :

• Mengetahui cara kerja series-fed class A amplifier 

2. Komponen
[KEMBALI]

•   Resistor  

              Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Nilai tegangannya berbanding dengan arus listrik yang mengalir sesuai dengan hukum ohm yaitu V=IR. Biasanya didalam jejaring elektronik dan sirkuit elektronik banyak menggunakan resistor. Resistor ini memang paling banyak dan sering digunakan dalam komponen lain. Dalam resistor tidak ada kutub negatif dan positif, tetapi memiliki ciri utama yakni toleransi, tegangan kerja maksimum, power rating dan resistensi. Daya listrik dan resistensinya dapat dihantarkan. Ciri lainnya adalah induktansi, koefisien suhu, dan kebisingan. Satuan dari resistensi sebuah resistor bersifat resistif dilambangkan dengan Ohm dengan simbol Ω (Omega). fungsi resistor yang sering diketahui adalah sebagai penghambat arus listrik yang mengalir suatu rangkaian elektronik. Selain itu fungsi resistor dapat membagi arus, membagi tegangan, dan mengatur arus dalam suatu rangkaian. 

         Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm: 

Penjelasan pita pada resistor 

 

Simbol Resistor pada proteus 8 

• Kapasistor

  Kondensator atau sering disebut sebagai kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kondensator atau Kapasitor memiliki satuan yang disebut Farad dari nama Michael Faraday. Satuan Kapasitor tersebut diambil dari nama penemunya yaitu Michael Faraday (1791 ~ 1867) yang berasal dari Inggris. Namun Farad adalah satuan yang sangat besar, oleh karena itu pada umumnya Kapasitor yang digunakan dalam peralatan Elektronika adalah satuan Farad yang dikecilkan menjadi pikoFarad, NanoFarad dan MicroFarad. Dengan konversi sebagai berikut :

1Farad = 1.000.000µF (mikro Farad)

1µF = 1.000nF (nano Farad)

1µF = 1.000.000pF (piko Farad)

1nF = 1.000pF (piko Farad) 

Simbol kapasitor pada proteus 8 

• Power Transistor (NPN)

Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor.

The 2N1711 juga digunakan untuk keuntungan dalam amplifier di mana noise rendah merupakan faktor penting. Simbol V CBO V CER V EBO IC P Parameter Parameter Tegangan Kolektor-Basis = 0) Tegangan Kolektor-Emitor 10) Tegangan Emitor-Basis = 0) Arus Pembuangan Kolektor Total pada T amb 100 C Suhu Penyimpanan Maks. Mengoperasikan Nilai Suhu Persimpangan hingga 175 Unit mA W

R thj-case R thj-amb Thermal Resistance Junction-Case Thermal Resistance Junction-Ambient Max 50 187.5

KARAKTERISTIK LISTRIK (Tcase 25 oC kecuali ditentukan lain)

Simbol I CBO I EBO V (BR) CBO Parameter Kolektor Arus Cut-off = 0) Arus Cut-off Emitor = 0) Tegangan Kerusakan Berbasis Kolektor = 0) Kondisi Uji o C Min. Ketik. Maks. 10 5 Unit nA V

V (BR) CER Tegangan Kolektor-Emitor Tegangan) V (BR) EBO Emitter-Base Breakdown Voltage = 0) Tegangan Kolektor-Emitor Saturasi Basis-Emitor Tegangan Saturasi DC Tegangan Arus DC

Sinyal kecil penguatan arus frekuensi emitor-basis kapasitansi kolektor-basis kapasitansi Noise gambar input impedansi rasio tegangan mundur.

Type Designator: 2N1711

Material of Transistor: Si

Polarity: NPN

Maximum Collector Power Dissipation (Pc): 0.8 W

Maximum Collector-Base Voltage |Vcb|: 75 V

Maximum Collector-Emitter Voltage |Vce|: 50 V

Maximum Emitter-Base Voltage |Veb|: 7 V

Maximum Collector Current |Ic max|: 0.6 A

Max. Operating Junction Temperature (Tj): 175 °C

Transition Frequency (ft): 70 MHz

Collector Capacitance (Cc): 25 pF

Forward Current Transfer Ratio (hFE), MIN: 100

Noise Figure, dB: -

Package: TO5

Simbol transistor NPN pada proteus 

• Osiloskop 

             Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode. Sorotan elektron membekas pada layar. Suatu rangkaian khusus dalam osiloskop menyebabkan sorotan bergerak berulang-ulang dari kiri ke kanan. Pengulangan ini menyebabkan bentuk sinyal kontinu sehingga dapat dipelajari.

Osiloskop biasanya digunakan untuk mengamati bentuk gelombang yang tepat dari sinyal listrik. Selain amplitudo sinyal, osiloskop dapat menunjukkan distorsi, waktu antara dua peristiwa (seperti lebar pulsa, periode, atau waktu naik) dan waktu relatif dari dua sinyal terkait. 

Cara kerja osiloskop 

simbol osiloskop 

• Signal Generator 

       Signal generator ini berfungsi untuk memberi input kepada rangkaian. Function Generator adalah alat ukur elektronik yang dapat membangkitkan gelombang dalam bentuk sinus, persegi empat dan bentuk gelombang lainnya sesuai dengan kebutuhan. Alat ini juga dapat menghasilkan frekuensi tertentu sesuai dengan kebutuhan. Dalam pengoperasiannya sebagai alat ukur elektronik (bersama Oscilloscope) menjadi alat utama dalam perawatan dan perbaikan perangkat audio-video.

cara penggunaan signal generator

1.            Saklar daya (power switch): Untuk menyalakan generator sinyal, sambungkan generator sinyal ke tegangan jala‐jala, lalu tekan saklar daya ini.Pengatur Frekuensi: Tekan dan putar untuk mengatur frekuensi keluaran dalam range frekuensi yang telah dipilih.Indikator frekuensi: Menunjukkan nilai frekuensi sekarang.

2.            Terminal output TTL/CMOS: terminal yang menghasilkan keluaran yang kompatibel dengan TTL/CMOS

3.            Duty function: Tarik dan putar tombol ini untuk mengatur duty cycle gelombang.

4.            Selektor TTL/CMOS: Ketika tombol ini ditekan, terminal output TTL/CMOS akan mengeluarkan gelombang yang kompatibel dengan TTL. Sedangkan jika tombol ini ditarik, maka besarnya tegangan kompatibel output (yang akan keluar dari terminal output TTL/CMOS) dapat diatur antara 5‐15Vpp, sesuai besarnya tegangan yang kompatibel dengan CMOS.

5.            DC Offset: Untuk memberikan offset (tegangan DC) pada sinyal +/‐ 10V. Tarik dan putar searah jarum jam untuk mendapatkan level tegangan DC positif, atau putar ke arah yang berlawanan untuk mendapatkan level tegangan DC negatif. Jika tombol ini tidak ditarik, keluaran dari generator sinyal adalah murni tegangan AC. Misalnya jika tanpa offset, sinyal yang dikeluarkan adalah sinyal dengan amplitude berkisar +2,5V dan ‐2,5V. Sedangkan jika tombol offset ini ditarik, tegangan yang dikeluarkan dapat diatur (dengan cara memutar tombol tersebut) sehingga sesuai tegangan yang diinginkan (misal berkisar +5V dan 0V).

6.            Amplitude output: Putar searah jarum jam untuk mendapatkan tegangan output yang maksimal, dan kebalikannya untuk output ‐20dB. Jika tombol ditarik, maka output akan diperlemah sebesar 20dB.

7.            Selektor fungsi: Tekan salah satu dari ketiga tombol ini untuk memilih bentuk gelombang output yang diinginkan

8.            Terminal output utama: terminal yang mengelurakan sinyal output utama

9.            Tampilan pencacah (counter display): tampilan nilai frekuensi dalam format 6×0,3″

10.         Selektor range frekuensi: Tekan tombol yang relevan untuk memilih range frekuensi yang dibutuhkan.

11.         Pelemahan 20dB: tekan tombol untuk mendapat output tegangan yang diperlemah sebesar 20dB

simbol signal genetaror pada simulasi 

3. Prinsip Kerja 

[KEMBALI]

Untuk menghargai pentingnya bias dc pada pengoperasian power amplifier, perhatikan karakteristik kolektor yang ditunjukkan pada gambar. Garis beban AC ditarik menggunakan nilai Vcc dan Rc. Perpotongan nilai bias dc IB dengan garis beban dc kemudian menentukan titik operasi (Q-point) untuk sirkuit. Nilai-nilai titik diam adalah yang dihitung menggunakan Persamaan. (16.1) hingga (16.3).

  (16.1)

   (16.2)

  (16.3)

Jika arus pengumpul bias dc diatur pada setengah dari ayunan sinyal yang dimungkinkan (antara 0 dan Vcc / Rc), ayunan arus pengumpul terbesar akan dimungkinkan. Selain itu, jika tegangan kolektor-emitor diam diatur pada setengah tegangan suplai, ayunan tegangan terbesar akan dimungkinkan. Dengan titik-Q yang ditetapkan pada titik bias optimal ini, pertimbangan daya untuk rangkaian Gambar di bawah ini ditentukan.

 4. Dasar Teori
[KEMBALI] 

DC Bias Operation 

Sambungan rangkaian fixed-bias sederhana yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini dapat digunakan untuk membahas fitur-fitur utama dari penguat kelas-seri A. Satu-satunya perbedaan antara sirkuit ini dan versi sinyal kecil yang dipertimbangkan sebelumnya adalah bahwa sinyal yang ditangani oleh sirkuit sinyal besar berada dalam kisaran volt dan transistor yang digunakan adalah power transistor yang mampu beroperasi dalam kisaran beberapa hingga puluhan watt.

AC Operation

Ketika sinyal input ac diterapkan ke amplifier Gambar. 16.2, output akan bervariasi

dari tegangan dan arus operasi bias dc. Sinyal input kecil, seperti yang ditunjukkan pada Gambar.

16.4, akan menyebabkan arus basis bervariasi di atas dan di bawah titik bias dc, yang

kemudian akan menyebabkan arus kolektor (keluaran) bervariasi dari titik bias dc yang diatur juga

Power Conciderations

Daya ke amplifier disediakan oleh pasokan. Tanpa sinyal input, dc

saat ini diambil adalah arus bias kolektor, ICQ. Kekuatan kemudian diambil dari

persediaan

Bahkan dengan sinyal ac yang diterapkan, arus rata-rata yang diambil dari suplai tetap

sama, sehingga Persamaan. (16.4) mewakili daya input yang dipasok ke amplifier serif kelas A.

Output Power 

Tegangan dan arus keluaran yang bervariasi di sekitar titik bias memberikan daya ac

muatan. Daya ac ini dikirim ke beban, RC, di sirkuit Gambar 16.2. Itu

sinyal ac, Vi, menyebabkan arus basis bervariasi di sekitar arus bias dc dan arus kolektor di sekitar level diamnya, ICQ. Seperti ditunjukkan pada Gambar. 16.4, sinyal input ac menghasilkan sinyal arus ac dan tegangan tegangan ac. Semakin besar sinyal input, semakin besar

ayunan keluaran, hingga set maksimum oleh sirkuit. Daya ac dikirim ke

beban (RC) dapat diekspresikan dalam beberapa cara.

Efisiensi

Efisiensi penguat mewakili jumlah daya ac yang dikirim (ditransfer) dari sumber dc. Efisiensi penguat dihitung menggunakan

Maksimum efiensi : 

Example and Problem 

5. Rangkaian 

[KEMBALI]

Rangkaian operasi dari seried-fed 

6. Video

[KEMBALI]

video operation of seried-fed class a amplifier

7. Link Download 

[KEMBALI]

 link video  : https://drive.google.com/open?id=1lHmEfKriN-KZym4HzWVt0WniGNawYd6j
 link video operation of seried-fed : LINK
 link materi : LINK
 link datasheet power transistor : LINK
 link datasheet npn power transistor 2N1711: LINK
 link datasheet resistor : LINK 
 link html : LINK
 link rangkaian : LINK 
 link rangkaian operaration ef seried-fed : LINK

[menuju awal]