sub bab 12.5 (12.15, 12.16, 12.17)


sub bab 12.5 (12.15, 12.16, 12.17)

 1. Pendahuluan[kembali] 

Penguat kelas B adalah penguat daya yang efisien karena setiap transistor hanya bekerja setengah siklus sinyal input, sehingga hemat daya saat tidak ada sinyal. Untuk menghasilkan sinyal output penuh, digunakan konfigurasi push–pull, di mana dua transistor menguatkan setengah siklus positif dan negatif secara bergantian. Pembagian fasa ini biasanya dilakukan dengan transformator atau rangkaian phase splitter.

 2. Tujuan [kembali] 

  • Memahami prinsip kerja penguat daya kelas B.
  • Menjelaskan konsep dasar konfigurasi push–pull dalam rangkaian penguat.
  • Mengidentifikasi fungsi transformator center-tap dalam membagi dan menggabungkan sinyal fasa.
  • Menganalisis aliran arus dan sinyal dalam rangkaian push–pull amplifier.

 3. Alat dan Bahan [kembali] 

  • A. ALAT

    1.Ptoteus


    Proteus adalah software simulasi dan desain rangkaian elektronik yang digunakan untuk membuat, menguji, dan memvisualisasikan rangkaian.




    B. BAHAN


    1. Voltmeter


    Alat ukur untuk mengukur besar Tegangan dalam satuan Volt

    2. DC Voltage


    Komponen yang menyediakan tegangan tetap antara dua terminal: terminal positif (+) dan terminal negatif (–). Sumber ini digunakan untuk memberikan energi listrik ke rangkaian, dan nilainya bisa berupa tegangan tetap (seperti baterai 5V atau 12V) atau variabel, tergantung konfigurasi rangkaian.


    3. Ground


    Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal  bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.




    4. Resistor

    Fungsi utama dari resistor adalah membatasi aliran arus. Resistor dapat menahan arus dan memperkecil besar arus. Besar resistansi (kemampuan menahan arus) resistor disesuaikan dengan kebutuhan perangkat elektronika. 


                                                            Cara Menghitung Nilai Resistor


    5.Op Amp


    Op-amp (operational amplifier) adalah komponen elektronik aktif yang berfungsi untuk memperkuat perbedaan tegangan antara dua inputnya (input inverting dan non-inverting). 


    6.Transformator



    komponen trafo yang digunakan untuk mensimulasikan proses perubahan tegangan listrik dalam sebuah rangkaian elektronik.


    7.Transistors.

    Transistor adalah komponen elektronik yang berfungsi sebagai saklar atau penguat sinyal. Transistor memiliki tiga kaki: basis (B)kolektor (C), dan emitor (E). Dengan mengatur arus kecil di basis, transistor bisa mengendalikan arus yang lebih besar antara kolektor dan emitor.

 4. Dasar Teori [kembali] 

  • Penguat daya (power amplifier) adalah rangkaian elektronika yang berfungsi memperbesar daya sinyal agar mampu menggerakkan beban berdaya besar, seperti speaker audio atau antena pemancar. Berdasarkan cara kerjanya, penguat daya dibagi ke beberapa kelas, salah satunya adalah penguat kelas B (Class B amplifier).

    Pada penguat kelas B, setiap elemen aktif (biasanya transistor) hanya aktif menghantarkan arus selama setengah siklus (180°) dari sinyal AC. Untuk membentuk sinyal keluaran utuh, digunakan dua transistor yang bekerja bergantian: satu untuk bagian sinyal positif, satu lagi untuk bagian negatif.

    Agar kedua transistor bekerja selang-seling, sinyal input perlu dipecah menjadi dua sinyal dengan fasa berlawanan. Ini dapat dilakukan dengan transformator center-tap, yang secara alami membagi fasa, atau menggunakan rangkaian aktif seperti op-amp phase splitter.

    Susunan ini disebut konfigurasi push–pull, karena transistor saling bergantian “mendorong” dan “menarik” arus pada siklus positif dan negatif, lalu outputnya digabungkan lagi menjadi gelombang penuh yang simetris.

    Penguat kelas B populer karena efisiensinya yang tinggi (secara teoritis dapat mencapai 78,5%), jauh lebih hemat dibandingkan kelas A. Namun, kelemahannya adalah munculnya distorsi crossover, yaitu gangguan sinyal di sekitar titik peralihan kedua transistor. Untuk meminimalkan distorsi ini, sering digunakan konfigurasi kelas AB, yang memberikan bias kecil agar transistor tetap sedikit menghantarkan di sekitar titik nol sinyal.

 5. Percobaan [kembali]


    a) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

- Rangkaian 12.15



- Rangkaian 12.16


Rangkaian 12.17


Prinsip Kerja
Push-pull circuit adalah konfigurasi rangkaian elektronika yang menggunakan dua elemen aktif (seperti transistor) untuk bekerja secara bergantian, masing-masing menangani satu setengah siklus dari sinyal input AC:
  • “Push”: satu transistor mengalirkan arus ke beban saat setengah siklus pertama (biasanya positif).
  • “Pull”: transistor lainnya menarik arus dari beban ke ground saat setengah siklus berikutnya (biasanya negatif).
  1. Rangkaian Dasar:
  • Terdiri dari dua transistor komplementer (misalnya NPN dan PNP untuk BJT).
  • Sinyal input AC diberikan ke basis kedua transistor melalui pembagi sinyal (biasanya transformer center-tap atau driver tahap awal).
  • Output diambil dari titik gabungan kolektor-emitor transistor ke beban.

     2.Siklus Positif (Half-Cycle):
  • Transistor atas (misalnya NPN) aktif.
  • Mengalirkan arus dari suplai (+Vcc) ke beban.
  • Transistor bawah (PNP) nonaktif.


     3.Siklus Negatif (Half-Cycle):
  • Transistor bawah (PNP) aktif.
  • Menarik arus dari beban ke ground.
  • Transistor atas (NPN) nonaktif.

     4.Hasil Akhir:
  • Beban menerima sinyal penuh (positif dan negatif) dari dua transistor yang bekerja bergantian.
  • Daya disuplai hanya saat ada sinyal input

    b) Video Simulasi [kembali]


 6. Ringkasan[kembali] 

Class B amplifier adalah salah satu jenis penguat daya yang sering digunakan pada rangkaian audio dan pemancar RF karena efisiensinya yang tinggi (secara teoritis hingga ~78,5%). Penguat ini bekerja dengan cara membagi penguatan sinyal menjadi dua bagian: setiap transistor hanya menghantarkan arus selama 180° atau setengah siklus sinyal input.

Untuk menghasilkan sinyal output penuh, konfigurasi push-pull digunakan. Dalam konfigurasi ini, dua transistor — biasanya tipe komplementer (NPN dan PNP) — bekerja secara bergantian: satu transistor menangani bagian siklus positif, sedangkan transistor lainnya menguatkan bagian siklus negatif. Dengan pembagian kerja ini, konsumsi daya menjadi lebih hemat dibandingkan penguat kelas A, yang transistor-nya selalu aktif sepanjang siklus.

Kelemahan utama penguat kelas B adalah munculnya distorsi crossover, yaitu distorsi kecil di sekitar titik nol karena kedua transistor tidak menghantarkan arus pada saat yang sama. Distorsi ini dapat memengaruhi kualitas sinyal output, terutama pada aplikasi audio. Oleh karena itu, sering digunakan sedikit bias pada transistor (konfigurasi kelas AB) agar transistor tetap menghantarkan sedikit arus di sekitar titik nol sehingga distorsi crossover dapat ditekan.

Secara umum, rangkaian push-pull pada kelas B banyak diaplikasikan pada penguat daya audio, sistem speaker, dan perangkat yang memerlukan efisiensi tinggi dengan daya output relatif besar.

 7. Problem [kembali]

SOAL :

Sebuah amplifier push-pull kelas B menghasilkan daya output 10 W ke beban speaker 8 Ω. Hitung:
a) Tegangan RMS output ke speaker.
b) Arus RMS yang mengalir ke speaker.

Jawaban:
a)

Pout=VRMS2/R    VRMS=Pout×R=10×8=808,94 VP_{out} = V_{RMS}^2 / R \implies V_{RMS} = \sqrt{P_{out} \times R} = \sqrt{10 \times 8} = \sqrt{80} \approx 8,94\text{ V}

b)

IRMS=VRMS/R=8,94/8=1,12 AI_{RMS} = V_{RMS} / R = 8,94 / 8 = 1,12\text{ A}

SOAL : 

Dalam sebuah rangkaian push-pull kelas B, transistor Q1 menunjukkan suhu kolektor yang jauh lebih tinggi dibanding Q2 padahal sinyal input normal. Apa kemungkinan penyebabnya?

Jawaban:

  • Q1 mungkin mengalami kebocoran arus kolektor atau biasing tidak seimbang → arus statis Q1 lebih besar.

  • Bisa juga ada mismatch karakteristik transistor.

  • Solusi: periksa parameter transistor, pastikan biasing simetris, atau gunakan transistor pasangan komplementer yang cocok.

 8. Soal Latihan [kembali]

SOAL :

Mengapa konfigurasi push-pull kelas B lebih disukai pada penguat audio daya tinggi dibanding single-ended?

A. Karena selalu menghasilkan output DC yang stabil
B. Karena dapat mengurangi distorsi harmonik genap
C. Karena efisiensinya lebih tinggi dengan daya yang sama
D. Karena tidak memerlukan catu daya tambahan

Jawaban: B, C

SOAL :

Apa penyebab utama distorsi crossover pada amplifier kelas B?

A. Transistor selalu dalam keadaan saturasi
B. Tidak ada arus basis di sekitar titik nol sinyal
C. Tegangan suplai terlalu rendah
D. Beban impedansi terlalu tinggi

Jawaban: B

SOAL :

Cara paling tepat untuk menaikkan efisiensi penguat push-pull kelas B tanpa menambah distorsi crossover adalah:

A. Gunakan transformator output berimpedansi lebih tinggi
B. Naikkan level bias ke konfigurasi kelas AB
C. Pasangkan heat sink lebih besar pada transistor
D. Ganti transistor dengan tipe Darlington

Jawaban: B

 9. Download File [kembali]
- Rangkaian 12.15 Klik Disini
- Rangkaian 12.16 Klik Disini
- Rangkaian 12.17 Klik Disini


  • Download Datasheet
- Datasheet Resistor (disini)
- Datasheeet Voltmeter (disini)
- Datasheet Op Amp (disini)
- Datasheet transistor  (disini)






 










Comments

Popular posts from this blog

Tugas Besar - Kontrol Wastafel

MODUL 3 OP-AMP

MODUL 1