Class
B Amplifier Circuits
1 . Tujuan [KEMBALI]
Mampu mengetahui dan
memahami amplifier kelas B
2. Komponen [KEMBALI]
a. Resistor
Resistor berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran
listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika.
b. . Kapasitor
Kapasitor berfungsi sebagai penyimpan arus atau tegangan listrik.
c. . Ground
Ground berfungsi sebagai penghantar arus
listrik langsung ke bumi atau tanah.
d.
Transistor
Transistor berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung
arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.
e. Osiloscope
Osiloscope berfungsi untuk membaca sinyal listrik maupun frekuensi
atau memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari.
3. Dasar Teori [KEMBALI]
Sinyal input ke
amplifier bisa berupa sinyal tunggal, kemudian sirkuit menyediakan dua tahap
output yang berbeda, masing-masing beroperasi untuk satu-setengah siklus. Jika
input dalam bentuk dua sinyal polaritas yang berlawanan, dua tahap yang serupa
dapat digunakan, masing-masing beroperasi pada siklus alternatif karena sinyal
input. Salah satu cara untuk mendapatkan polaritas atau inversi fasa adalah
menggunakan transformator, penguat transformer yang sangat populer untuk waktu
yang lama. Input polaritas berlawanan dapat dengan mudah diperoleh dengan
menggunakan op-amp yang memiliki dua output berlawanan atau menggunakan
beberapa tahap op-amp untuk mendapatkan dua sinyal polaritas yang berlawanan.
Operasi polaritas yang berlawanan juga dapat dicapai dengan menggunakan input
tunggal dan transistor pelengkap (npn dan pnp, atau nMOS dan pMOS).
Transformer-Couple Push-Pull Circuits
Rangkaian berikut
menggunakan transformator input yang disadap ke tengah untuk menghasilkan
sinyal polaritas berlawanan dengan dua input transistor dan transformator
output untuk menggerakkan beban dalam mode operasi push-pull yang dijelaskan
berikutnya.
Selama
setengah siklus operasi pertama, transistor Q1 didorong ke konduksi sedangkan
transistor Q2 dimatikan. Arus I1 melalui transformator menghasilkan setengah
siklus pertama dari sinyal ke beban. Selama setengah siklus kedua dari sinyal
input, Q2 melakukan sedangkan Q1 tetap, I2 saat ini melalui transformator
menghasilkan setengah siklus kedua ke beban. Sinyal keseluruhan dikembangkan di
seluruh beban kemudian bervariasi selama siklus penuh operasi sinyal.
Complementary-Symmetry Circuits
Dengan
menggunakan transistor komplementer (npn dan pnp) dimungkinkan untuk
mendapatkan output siklus penuh pada beban menggunakan setengah siklus operasi
dari masing-masing transistor, seperti yang ditunjukkan pada Gambar.
Sementara sinyal input tunggal diterapkan pada basis kedua transistor,
transistor, yang bertipe berlawanan, akan melakukan pada setengah siklus input
yang berlawanan.
Transistor npn
akan bias menjadi konduksi oleh setengah siklus sinyal positif, dengan setengah
siklus sinyal yang dihasilkan melintasi beban seperti ditunjukkan pada gambar.
Selama setengah siklus sinyal negatif, transistor pnp bias menjadi konduksi
ketika input menjadi negatif, seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Selama siklus
lengkap input, siklus lengkap sinyal output dikembangkan di seluruh beban.
Salah satu kelemahan dari rangkaian adalah perlunya dua pasokan tegangan yang
terpisah. Distorsi crossover mengacu pada fakta bahwa selama crossover sinyal
dari positif ke negatif (atau sebaliknya) ada beberapa nonlinier dalam sinyal
output. Ini hasil dari fakta bahwa rangkaian tidak menyediakan switching yang
tepat dari satu transistor mati dan yang lainnya pada kondisi tegangan nol.
Kedua transistor mungkin sebagian tidak aktif sehingga tegangan output
tidak mengikuti input di sekitar kondisi tegangan nol. Biasing transistor di
kelas AB meningkatkan operasi ini dengan membiasakan kedua transistor untuk
hidup selama lebih dari setengah siklus.
Versi yang lebih praktis dari sirkuit dorong-tarik menggunakan transistor pelengkap ditunjukkan pada gambar berikut.
Perhatikan bahwa beban digerakkan sebagai output dari emitterfollower sehingga
resistansi beban dari beban disesuaikan dengan resistansi keluaran yang rendah
dari sumber penggerak. Sirkuit ini menggunakan transistor yang terhubung dengan
Darlington untuk memberikan arus keluaran yang lebih tinggi dan resistensi
keluaran yang lebih rendah.
Quasi-Complementary Push-Pull Amplifier
Dalam rangkaian penguat daya praktis, lebih disukai untuk menggunakan
transistor npn untuk kedua perangkat output arus tinggi. Karena koneksi
push-pull memerlukan perangkat pelengkap, transistor daya tinggi pnp harus
digunakan. Cara praktis untuk mendapatkan operasi pelengkap sambil menggunakan
transistor npn yang sama dan cocok untuk output disediakan oleh sirkuit
semu-komplementer, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.
4. Prinsip Kerja [KEMBALI]
Rangkaian
Penguat Kelas B standar yang menggunakan Transformator Center-Tap
(disadap-tengah) yang seimbang, yang membagi sinyal gelombang yang masuk
menjadi dua bagian yang sama dan yang 180° keluar fasa satu sama lain.
Trafo CT lain pada output digunakan untuk menggabungkan
kembali kedua sinyal yang memberikan daya yang meningkat untuk beban.
Transistor yang digunakan untuk jenis
rangkaian penguat trafo push-pull ini adalah transistor NPN dengan terminal
emitter-nya terhubung bersama. Di sini, arus beban dibagi antara dua perangkat
transistor daya karena berkurang dalam satu perangkat dan meningkat di
perangkat lain sepanjang siklus sinyal mengurangi tegangan output dan arus ke
nol.
Hasilnya adalah bahwa kedua bagian gelombang
output sekarang berayun dari nol menjadi dua kali arus diam sehingga mengurangi
disipasi. Ini memiliki efek hampir dua kali lipat efisiensi penguat menjadi
sekitar 70%. Dengan asumsi bahwa tidak ada sinyal input, maka masing-masing
transistor membawa arus collector diam normal, nilai yang ditentukan oleh bias
base yang berada pada titik cut-off.
Jika trafo tepat center-tapped, maka dua arus
collector akan mengalir dalam arah yang berlawanan (kondisi ideal) dan tidak
akan ada magnetisasi inti trafo, sehingga meminimalkan kemungkinan distorsi.
Ketika sinyal input hadir di sekunder trafo
driver T1, input base transistor berada dalam "anti-fase" satu sama
lain seperti yang ditunjukkan, sehingga jika base TR1 berjalan positif
mendorong transistor ke konduksi berat, arus collector-nya akan meningkat
tetapi pada saat yang sama arus base TR2 akan menjadi negatif lebih lanjut ke
cut-off dan arus collector dari transistor ini berkurang dengan jumlah yang
sama dan sebaliknya. Oleh karena itu separuh negatif diperkuat oleh satu
transistor dan separuh positif oleh transistor lain memberikan efek push-pull
ini.
Berbeda dengan kondisi DC, arus bolak-balik
ini ADDITIVE menghasilkan dua siklus setengah output yang dikombinasikan untuk
membentuk kembali gelombang sinus pada belitan primer trafo output yang
kemudian muncul melintasi beban.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar