Tugas Makalah Elektronika Analog Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor
Disusun Oleh :
Nama
: Rizkiansyah Rakhmadin
Jurusan
: Teknik Elektro
NPM
: 132220024
Sekolah Tinggi Teknologi Jakarta Jl. Jatiwaringin Raya No.278, Jatiwaringin, Pondok Gede 17411, Indonesia
Kata Pengantar
Assalamu’alaikum. Wr. Wb.
Kita panjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat NYA, sehingga saya penyusun dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini. Tidak lupa shalawat serta salam selalu kita curahkan kepada junjungan kita Nabi besar Muhammad SAW yang telah membimbing umatnya di jalan yang benar.
Saya ucapkan terimakasih kepada pihak - pihak yang sudah membantu dalam penyusunan makalah ini. Makalah ini saya susun berdasarkan tugas dari mata kuliah Elektronika Analog. Makalah ini berisi tentang transistor dan dioda, macam - macam jenisnya, cara kerja dan rangkaiannya. Penyusunan makalah ini salah satunya bertujuan memberi informasi kepada masyrakat umum.
Akhir kata, semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Penyusun juga meminta maaf apabila banyak kesalahan dalam penyusunan makalah ini.
Wassalamu’alaikum. Wr. Wb.
1
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR.............................................................. ....................................................1 DAFTAR ISI.................................................................. ..............................................................2 BAB I PENDAHULUAN................................................................................... .........................3 A. Latar Belakang........................................................................................... .............................3 B. Tujuan......................................................................................................... .............................3 C. Rumusan Masalah...................................................................................................................4 BAB II PEMBAHASAN............................................... ...............................................................5 2.1 Teori Semikonduktor Secara Umum.....................................................................................5 2.2 Dioda.................................................................................................... ...................................6 2.3 Transistor.................................................................... ..........................................................11 2.4 Aproksimasi Emiter Sekutu......................................................................................... .........13 2.5 Aproksimasi Kolektor Sekutu...............................................................................................16 2.6 Aproksimasi Basis Sekutu........................................................................................ ............17 2.7 Penguat Daya......................................................................................... ..............................17 2.8 Operational Amplifier............................................................................... ............................19 BAB III PENUTUP............................................................................................ .......................21 Kesimpulan.............................................................. ...................................................................21 DAFTAR PUSTAKA.............................................................. ...................................................22
2
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Aproksimasi yang ideal atau aproksimasi tingkat pertama, menghilangkan semuanya tetapi ide kuncinya tetap ada di belakang piranti itu. Dengan cara ini, kita akan mendapatkan inti dari operasi piranti tersebut. Dengan piranti ideal, analisa rangkaian akan menjadi lebih mudah. Jika perlu kita dapat memperbaiki analisa dengan menggunakan pendekatan tingkat kedua, kadang - kadang tingkat ketiga dan sekali - sekali dengan rangkaian ekivalen yang eksak. Berikut beberapa contoh tingkat - tingkat aproksimasi.
Aproksimasi ideal atau aproksimasi tingkat pertama : Rangkaian ekivalen yang paling sederhana. Ini hanya tetap memiliki satu atau dua ide bagaimana bekerjanya suatu piranti.
Aproksimasi kedua : termasuk tambahan hal penting lainnya untuk memperbaiki analisa. Biasanya sampai sejauh inilah yang dilakukan oleh insinyur dan teknisi dalam pekerjaannya sehari - hari.
Aproksimasi ketiga : mencakup efek lain yang kurang penting. Dalam beberapa rangkaian, kita akan memerlukan pendekatan ini.
Aproksimasi eksak : Ini merupakan yang lengkap yang masih mungkin menggunakan lumped-constant. Kita hampir tidak pernah menggunakan rangkaian ini.
B. Tujuan
Tujuan saya membuat makalah ini adalah untuk : 1. Memahami konsep transistor dan dioda 2. Memahami beberapa macam jenis transistor dan dioda 3. Memahami beberapa contoh tingkat - tingkat aproksimasi 4. Memahami beberapa macam jenis kelas penguat daya
3
C. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, maka permasalahan yang akan dibahas pada makalah ini adalah dasar teori dan penerapan transistor dan dioda yang meliputi:
Teori semikonduktor secara umum
Tipe - tipe transistor
Tipe - tipe dioda
Beberapa contoh aproksimasi
Penguat daya
Operational amplifier
4
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Teori semikonduktor secara umum Untuk memahami cara kerja dioda, transistor dan rangkaian terpadu (integrated circuit) terlebih dahulu kita harus mempelajari semikonduktor. Semikonduktor adalah bahan - bahan yang bukan konduktor dan bukan isolator. Konduktor mengandung banyak elektron bebas, sedangkan isolator hampir tidak mengandung elektron bebas. Semikonduktor mengandung beberapa elektron bebas, akan tetapi yang membuat semikonduktor bermanfaat adalah kehadiran dari lubang - lubang di dalamnya.
Pada tahun 1897, Thomson menemukan elektron dan telah membuktikan, bahwa muatannya negatif. Penemuan ini diikuti dengan penemuan proton (bermuatan positif dan neutron (tidak bermuatan). Dengan demikian sekarang kita mengetahui, bahwa bahan tersusun dari atom - atom dengan inti di pusat dan elektron yang mengelilinginya. Oleh karena inti mengandung proton dan neutron maka muatannya positif. Apabila sebuah atom muatannya netral, banyaknya elektron yang mengelilingi inti sama dengan banyaknya proton dalam inti.
Konduktor
Perak (disingkat Ag) mempunyai Konduktivitas listrik yang paling tinggi di antara logam - logam. Tembaga (Cu) mempunyai konduktivitas nomor dua tertinggi dan tingkta konduktivitas tertinggi ketiga adalah emas (Au).
Yang menyebabkan tembaga mempunyai konduktivitas yang tinggi karena inti atomnya mengandung 29 proton. Apabila atom tembaga secara listrik netral, 2 elektron berada di orbit yang pertama, 8 berada di yang kedua, 18 di yang ketiga dan 1 di yang keempat. Inti yang positif menarik elektron - elektron yang terdekat dengan gaya yang paling besar. Gaya tarikan ini berkurang untuk orbit yang lebih besar. Memang satu elektron yang berada di orbit paling luar adalah demikian jauhnya dari inti, sehingga hampir tidak merasakan gaya tarikan tersebut. Oleh karena gaya tarikan tersebut demikian lemah, maka elektron yang paling luar seringkali disebut elektron bebas. Dalam sepotong kawat tembaga, elektron bebas dapat dengan mudah berpindah dari satu atom ke atom yang di dekatnya. Oleh karena itu maka sedikit saja tegangan diberikan melintas sepotong tembaga sudah dapat menghasilkan arus yang besar.
5
Semikonduktor
Germanium (Ge) dan silikon (Si) adalah contoh - contoh dari semikonduktor, yaitu bahan - bahan yang tidak merupakan konduktor maupun isolator.
Germanium maupun silikon mempunyai empat elektron valensi. Dengan melihat pada elektron - elektron valensinya kita dapat membedakan sebuah semikonduktor dari konduktor. Apabila elektron valensinya delapan, bahan tersebut bersifat sebagai isolator. Oleh karena itu banyaknya elektron dalam lintasan valensi merupakan petunjuk untuk konduktivitas listrik. Konduktor - konduktor mempunyai satu elektron valensi, semikonduktor mempunyai empat elektron valensi dan isolator mempunyai delapan elektron valensi.
2.2 Dioda Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah dan menghambat arus dari arah sebaliknya. Dioda dapat disamakan sebagai fungsi katup di dalam bidang elektronika. Dioda sebenarnya tidak menunjukkan karakteristik kesearahan yang sempurna, melainkan mempunyai karakteristik hubungan arus dan tegangan kompleks yang tidak linier dan seringkali tergantung pada teknologi atau material yang digunakan serta parameter penggunaan. Beberapa jenis dioda juga mempunyai fungsi yang tidak ditujukan untuk penggunaan pen yearahan.
Walaupun dioda kristal (semikonduktor) dipopulerkan sebelum dioda termionik, dioda termionik dan dioda kristal dikembangkan secara terpisah pada waktu yang bersamaan. Prinsip kerja dari dioda termionik ditemukan oleh Frederick Guthrie pada tahun 1873 Sedangkan prinsip kerja dioda kristal ditemukan pada tahun 1874 oleh peneliti Jerman, Karl Ferdinand Braun.
Pada waktu penemuan, peranti seperti ini dikenal sebagai penyearah (rectifier). Pada tahun 1919, William Henry Eccles memperkenalkan istilah dioda yang berasal dari di berarti dua, dan ode berarti "jalur".
Prinsip kerja dioda termionik ditemukan kembali oleh Thomas Edison pada 13 Februari 1880 dan dia diberi hak paten pada tahun, namun tidak dikembangkan lebih lanjut. Braun mematenkan penyearah kristal pada tahun 1899. Penemuan Braun dikembangkan lebih lanjut oleh Jagdish Chandra Bose menjadi sebuah peranti berguna untuk detektor radio.
6
Penerima radio pertama yang menggunakan dioda kristal dibuat oleh Greenleaf Whittier Pickard. Dioda termionik pertama dipatenkan di Inggris oleh John Ambrose Fleming (penasihat ilmiah untuk Perusahaan Marconi dan bekas karyawan Edison pada 16 November 1904. Pickard mendapatkan paten untuk detektor kristal silikon pada 20 November 1906.
Dioda termionik
Dioda termionik adalah sebuah peranti katup termionik yang merupakan susunan elektrode-elektrode di ruang hampa dalam sampul gelas. Dioda termionik pertama bentuknya sangat mirip dengan bola lampu pijar.
Dalam dioda katup termionik, arus listrik yang melalui filamen pemanas secara tidak langsung memanaskan katode (Beberapa dioda menggunakan pemanasan langsung, dimana filamen wolfram berlaku sebagai pemanas sekaligus juga sebagai katode), elektrode internal lainnya dilapisi dengan campuran barium dan strontium oksida, yang merupakan oksida dari logam alkali tanah. Substansi tersebut dipilih karena memiliki fungsi kerja yang kecil. Bahang yang dihasilkan menimbulkan pancaran termionik elektron ke ruang hampa. Dalam operasi maju, elektrode logam disebelah yang disebut anode diberi muatan positif jadi secara elektrostatik menarik elektron yang terpancar.
Walaupun begitu, elektron tidak dapat dipancarkan dengan mudah dari permukaan anode yang tidak terpanasi ketika polaritas tegangan dibalik. Karenanya, aliran listrik terbalik apapun yang dihasilkan dapat diabaikan.
Dalam sebagian besar abad ke-20, dioda katup termionik digunakan dalam penggunaan isyarat analog dan sebagai penyearah pada pemacu daya. Saat ini, dioda katup hanya digunakan pada penggunaan khusus seperti penguat gitar listrik, penguat audio kualitas tinggi serta peralatan tegangan dan daya tinggi.
Dioda semikonduktor
Sebagian besar dioda saat ini berdasarkan pada teknologi pertemuan p-n semikonduktor. Pada dioda p-n, arus mengalir dari sisi tipe-p (anode) menuju sisi tipe-n (katode), tetapi tidak mengalir dalam arah sebaliknya.
Tipe lain dari dioda semikonduktor adalah dioda Schottky yang dibentuk dari pertemuan antara logam dan semikonduktor sebagai ganti pertemuan p-n konvensional.
7
Jenis-jenis dioda semikonduktor
Dioda biasa
Beroperasi seperti penjelasan di atas. Biasanya dibuat dari silikon terkotori atau yang lebih langka dari germanium. Sebelum pengembangan dioda penyearah silikon modern, digunakan kuprous oksida (kuprox)dan selenium, pertemuan ini memberikan efisiensi yang rendah dan penurunan tegangan maju yang lebih tinggi (biasanya 1.4–1.7 V tiap pertemuan, dengan banyak lapisan pertemuan ditumpuk untuk mempertinggi ketahanan terhadap tegangan terbalik), dan memerlukan benaman bahan yang besar (kadang-kadang perpanjangan dari substrat logam dari dioda), jauh lebih besar dari di oda silikon untuk rating arus yang sama. Dioda bandangan
Dioda yang menghantar pada arah terbalik ketika tegangan panjar mundur melebihi tegangan dadal dari pertemuan P-N. Secara listrik mirip dan sulit dibedakan dengan dioda Zener, dan kadang-kadang salah disebut sebagai dioda Zener, padahal dioda ini menghantar dengan mekanisme yang berbeda yaitu efek bandangan. Efek ini terjadi ketika medan listrik terbalik yang membentangi pertemuan p-n menyebabkan gelombang ionisasi pada pertemuan, menyebabkan arus besar mengalir melewatinya, mengingatkan pada terjadinya bandangan yang menjebol bendungan. Dioda bandangan didesain untuk dadal pada tegangan terbalik tertentu tanpa menjadi rusak. Perbedaan antara dioda bandangan (yang mempunyai tegangan dadal terbalik diatas 6.2 V) dan dioda Zener adalah panjang kanal yang melebihi rerata jalur bebas dari elektron, jadi ada tumbukan antara mereka. Perbedaan yang mudah dilihat adalah keduanya mempunyai koefisien suhu yang berbeda, dioda bandangan berkoefisien positif, sedangkan Zener berkoefisien negatif. Dioda Cat's whisker
Ini adalah salah satu jenis dioda kontak titik. Dioda cat's whisker terdiri dari kawat logam tipis dan tajam yang ditekankan pada kristal semikonduktor, biasanya galena atau sepotong batu bara. Kawatnya membentuk anode dan kristalnya membentuk katode. Dioda Cat's whisker juga disebut dioda kristal dan digunakan pada penerima radio kristal. Dioda arus tetap
Ini sebenarnya adalah sebuah JFET dengan kaki gerbangnya disambungkan langsung ke kaki sumber, dan berfungsi seperti pembatas arus dua saluran (analog dengan Zener yang membatasi tegangan). Peranti ini mengizinkan arus untuk mengalir hingga harga tertentu, dan lalu menahan arus untuk tidak bertambah lebih lanjut.
8
Esaki atau dioda terobosan
Dioda ini mempunyai karakteristik resistansi negatif pada daerah operasinya yang disebabkan oleh quantum tunneling, karenanya memungkinkan penguatan isyarat dan sirkuit dwimantap sederhana. Dioda ini juga jenis yang paling tahan terhadap radiasi radioaktif. Dioda Gunn
Dioda ini mirip dengan dioda terowongan karena dibuat dari bahan seperti GaAs atau InP yang mempunyai daerah resistansi negatif. Dengan panjar yang semestinya, domain dipol terbentuk dan bergerak melalui dioda, memungkinkan osilator gelombang mikro frekuensi tinggi dibuat. Dioda foto
Dioda foto adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh dioda foto ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi dioda foto mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis. Alat yang mirip dengan Dioda foto adalah Transistor foto (Phototransistor). Transistor foto ini pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) basecollector untuk menerima cahaya. Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan Dioda Foto. Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh foton cahaya pada junction ini di-injeksikan di bagian Base dan diperkuat di bagian Kolektornya. Namun demikian, waktu respons dari Transistor-foto secara umum akan lebih lambat dari pada Dioda-Foto. LED
Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting dioda) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat.
9
Dioda Varaktor
Dioda ini memiliki karakter yang cukup unik. Jika dioda ini diberikan arus maju, maka di kedua kutup dioda terdapat kapasitansi yang besarnya beberapa pF. Dioda ini banyak dimanfaatkan sebagai dioda tuning.
Demodulasi radio
Penggunaan pertama dioda adalah demodulasi dari isyarat radio modulasi amplitudo (AM). Dioda menyearahkan isyarat AM frekuensi radio, meninggalkan isyarat audio. Isyarat audio diambil dengan menggunakan tapis elektronik sederhana dan dikuatkan. Penyearah arus
Penyearah arus dibuat dari dioda, dimana dioda digunakan untuk mengubah arus bolak balik (AC) menjadi arus searah (DC). Contoh yang paling banyak ditemui adalah pada rangkaian adaptor. Pada adaptor, dioda digunakan untuk menyearahkan arus bolak-balik menjadi arus searah. Sedangkan contoh yang lain adalah alternator otomotif, dimana dioda mengubah AC menjadi DC dan memberikan performansi yang lebih baik dari cincin komutator dari dinamo DC.
10
2.3 Transistor Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor. Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya. Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut.
11
Jenis-jenis transistor
Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:
Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide
Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lain
Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain.
Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel
Maksimum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power
Maksimum frekuensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain
Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lainlain
BJT
BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua diode yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B).
Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan dengan β atau h_{FE}. β biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT.
12
FET
FET dibagi menjadi dua keluarga: Junction FET (JFET) dan Insulated Gate FET (IGFET) atau juga dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau Semiconductor) FET (MOSFET). Berbeda dengan IGFET, terminal gate dalam JFET membentuk sebuah diode dengan kanal (materi semikonduktor antara Source dan Drain). Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFET menjadi sebuah versi solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah diode antara grid dan katode. Dan juga, keduanya (JFET dan tabung vakum) bekerja di "depletion mode", keduanya memiliki impedansi input tinggi, dan keduanya menghantarkan arus listrik dibawah kontrol tegangan input.
FET lebih jauh lagi dibagi menjadi tipe enhancement mode dan depletion mode. Mode menandakan polaritas dari tegangan gate dibandingkan dengan source saat FET menghantarkan listrik. Jika kita ambil N-channel FET sebagai contoh: dalam depletion mode, gate adalah negatif dibandingkan dengan source, sedangkan dalam enhancement mode, gate adalah positif. Untuk kedua mode, jika tegangan gate dibuat lebih positif, aliran arus di antara source dan drain akan meningkat. Untuk P-channel FET, polaritas-polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFET adalah tipe enhancement mode, dan hampir semua JFET adalah tipe depletion mode.
2.4 Aproksimasi Emiter Sekutu Ciri Penguat Emiter Sekutu : 1. Emiter dibumikan 2. Sinyal masukan diberikan ke basis 3. Sinyal keluaran diambil dari kolektor
13
Konfigurasi Rangkaian
Disebut Emiter Sekutu karena semua emiter dari transistor-transistor dihubungkan ke titik sekutu (common) atau tanah (ground).
Kapasitor Penggandeng (Coupling Capasitor) : Berfungsi untuk meneruskan sinyal AC tetapi memblok ir sinyal DC.
Kapasitor Pintas (Bypass Capasitor) : Berfungsi untuk menghubung singkat sinyal AC tetapi tidak mengganggu tegangan DC.
Reaktansi kapasitor adalah : XC = 1/2pfC
Pada DC, frekuensi = 0 sehingga XC = & ' kapasitor merupakan rangkaian terbuka. Pada AC (frekuensi tinggi) XC ( 0 ' kapasitor merupakan hubung singkat.
14
Jika sumber sinyal dihubungkan langsung ke basis maka tahanan dalam dari sumber sinyal akan mengganggu tegangan bias dari transistor. Dengan menggunakan kapasitor kopling maka sinyal AC akan diteruskan tetapi tegangan bias tidak akan terganggu.
Jika beban dihubungkan langsung ke kolektor maka tegangan kolektor akan terganggu. Tetapi dengan menggunakan kapasitor kopling maka tegangan keluaran (AC) aka diteruskan ke beban tanpa mengganggu tegangan DC dari kolektor.
Kapsitor pintas pada emiter akan memperkecil hambatan pada emiter sehingga faktor penguatan tegangan AC (AC Voltage Gain) atau AV dapat diperbesar.
15
2.5 Aproksimasi Kolektor Sekutu Ciri Penguat Kolektor Sekutu : 1. Kolektor dihubungkan ke VCC 2. Sinyal masukan diberikan ke basis 3. Sinyal keluaran diambil dari emiter
Agar
dapat
memberikan
tegangan
keluaran
nol,
diperlukan
pulldown
resistor
yang
menghubungkan emiter ke ground. Penguat ini mirip dengan penguat emiter bersama yang diswamp berat (heavily swamped) dengan tahanan kolektor dihubung-singkat.
Tegangan keluaran DC adalah : Vout = Vin – VBE
Hubungan fasa : Sinyal keluaran sefasa dengan sinyal masukan karena emiter selalu mengikuti tegangan basis dengan perbedaan tegangan yang mendekati konstan (VBE). VCE = VCC – Vout
16
2.6 Aproksimasi Basis Sekutu
Disebut demikian karena basis dari transistortransistor yang digunakan terhubung ke -titik sekutu (ground)
Karena basis dibumikan maka masukan diberikan ke emiter
Keluaran diambil dari kolektor
Rangkaian dasar
2.7 Penguat Daya Penguat daya merupakan suatu rangkaian yang digunakan untuk menguatkan atau memperbesar sinyal masukan. Akan tetapi, proses yang terjadi sebenarnya adalah sinyal input direplika atau disalin lalu kemudian direka kembali menjadi sebuah sinyal yang lebih besar dan tentunya lebih kuat. Penguat daya biasanya digunakan pada rangkaian elektronika sebagai penguat sinyal informasi sebelum dikirimkan, sehingga penguat daya ini sangat penting, mengingat informasi yang dikirimkan dapat langsung sampai ke tujuan tanpa ada yang terhilang di tengah jalan.
Salah satu contoh yaitu penguat daya audio (power amplifier) yang merupakan perangkat elektronika yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal suara yang berasal dari tape recorder, radio, CD player, preamp mic atau sebagainya. Pada saat tertentu alat elektronika tersebut nantinya akan mengalami penurunan akibat seringa digunakan atau lainnya, penurunan tersebut dapat berupa kekuatan suara yang keluar dari perangkat tersebut. Agar pada rangkaian penguat daya kembali memiliki output besar, maka harus didorong dengan perangkat tambahan.
17
Klasifikasi penguat daya
Ciri - ciri penguat daya berdasarkan kelasnya :
Kelas A
Ciri-ciri :
Sinyal keluarannya bekerja pada daerah aktif.
Fidelitas (ketepatan) yang tinggi
Bentuk sinyal keluarannya sama persis dengan input
Efisiensi yang rendah ( 25% – 50%).
Transistor selalu ON sehingga sebagian besar sumber catu daya terbuang menjadi panas.
Transistor penguat kelas A perlu ditambah dengan pendingin ekstra (misalnya heatsink yang lebih besar).
Kelas B
Ciri-ciri :
Pushpull / Transistor bekerja bergantian antara Q1 (NPN) dan Q2 (PNP).
Panas yang dihasilkan tidak terlalu besar
Efisiensi lebih besar (75%)
Adanya cacat silang(cross over)
Tegangan Power supply +, - dan Ground
Kelas AB
Ciri-ciri :
Phuspull / Transistor bekerja bergantian antara Q1 (NPN) dan Q2 (PNP).
Panas yang dihasilkan tidak terlalu besar
Efisiensi lebih besar (50% s/d 75%)
Tidak terjadi cacat silang(cross over)
Fidelitas (ketepatan) tinggi
Terjadi penggemukan sinyal pada kedua transistornya aktifnya pada saat transisi (gumming).
Tegangan Power supply +, _ dan Ground
18
Kelas C
Ciri-ciri :
Hanya memerlukan satu transistor bekerja aktif hanya pada fasa positif
Efisiensi tinggi (100%)
Fidelitas (ketepatan) lebih rendah dari kelas AB
Sering dipakai dalam rangkaian osilator pemancar
Bekerja di daerah aktif/linear
2.8 Operational Amplifier Operational amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output.
Op-amp ini digunakan untuk membentuk fungsi - fungsi linier yang bermacam-mcam atau dapat juga digunakan untuk operasi-operasi tak linier, dan seringkali disebut sebagai rangkaian terpadu linier dasar. Penguat operasional (Op-Amp) merupakan komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai amplifier multiguna dalam bentuk IC dan memiliki simbol sebagai berikut :
Prinsip kerja sebuah operasional Amplifier (Op-Amp) adalah membandingkan nilai kedua input (input inverting dan input non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka output Op-amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-amp akan memberikan tegangan output.
19
Operasional amplifier (Op-Amp) dibuat dari penguat diferensial dengan 2 i nput. Sebagai penguat operasional ideal , operasional amplifier (Op-Amp) memiliki karakteristik sebagai berikut :
Impedansi Input (Zi) besar = ∞
Impedansi Output (Z0) kecil= 0
Penguatan Tegangan (Av) tinggi = ∞
Bandwidth respon frekuensi lebar = ∞
V0 = 0 apabila V1 = V2 dan tidak tergantung pada besarnya V1.
Karakteristik operasional amplifier (Op-Amp) tidak tergantung temperatur / suhu.
20
BAB III PENUTUP
Kesimpulan Dari makalah di atas bisa ditarik kesimpulan yaitu :
Semikonduktor
merupakan bahan - bahan yang tidak merupakan konduktor maupun
isolator.
Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah dan menghambat arus dari arah sebaliknya.
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya.
Penguat daya merupakan suatu rangkaian yang digunakan untuk menguatkan atau memperbesar sinyal masukan. Akan tetapi, proses yang terjadi sebenarnya adalah sinyal input direplika atau disalin lalu kemudian direka kembali menjadi sebuah sinyal yang lebih besar dan tentunya lebih kuat.
Operational amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada ope rasional amplifier (Op-Amp).
21
DAFTAR PUSTAKA
•
Malvino, Albert Paul.(2005).Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor.(Edisi Keempat).Bandung : Penerbit Erlangga.
22
