LAPORAN PRAKTIKUM LAB PTE TUGAS AKHIR Power Amplifiers
KELOMPOK 1 Anggot ! "i#l N$r%&lim '1()*+(,)-.)1/ '1()*+(,)-.)1/ Sis0o Ag$stin '1()*+(,)+-)1/ TGL TG L PRAK PRAKTI TIKU KUM M
! . Noe Noem2e m2err -)1 -)1( (
"AKULTAS TEKNIK 3URUSAN TEKNIK ELEKTRO PRO4I SI PEN4I4IKAN TEKNIK ELEKTRO UNI5ERSITAS NEGERI MALANG -)1(
A6 B6
T$7$n $n Mahasis Mahasiswa wa meng mengetah etahui ui prin prinsip sip dan dan cara cara kerja kerja Powe Powerr Ampl Amplifie ifiers rs Mahasis Mahasiswa wa menget mengetahu ahuii fungsi fungsi – fungsi fungsi kompo komponen nen dalam dalam Power Power Amp Amplifi lifiers ers Mahasis Mahasiswa wa dapa dapatt menga menganali nalisis sis rang rangkai kaian an Powe Powerr Ampl Amplifie ifiers rs Maha Mahasis siswa wa dap dapat at memb membuat uat Powe Powerr Amp Amplif lifie iers rs Mahasiswa Mahasiswa mengetah mengetahui ui cara cara memasang memasang dan mengkur mengkur komponen komponen pada Power Power Aplifiers Aplifiers 4s 4srr Teori ori Power Power Ampli Amplifier fierss adalah adalah pengua penguatt akhir akhir sistem sistem tata tata suara suara yang yang berfun berfungsi gsi sebaga sebagaii
penguat sinyal audio yang pada dasarnya merupakan penguat tegangan dan arus dari sinyal audio audio yang yang bertuj bertujuan uan untuk untuk mengge menggeraka rakan n penger pengeras as suara suara (Loud (Loud Speake Speaker! r! "stilah "stilah power power amplifiers merupakan penguat akhir jadi tidak di lengkapi pengatur nada! #erbeda dengan •
istitilah amplifiers yang di dalamnya sudah di lengkapi pengatur nada dan power amplifiers! Penguat kelas A $itik kerja (% power amplifier kelas A berada pada setengah &'' (&cc)* seting titik kerja pada posisi ini bertujuan agar penguatan sinyal yang dihasilkan tidak mengalami cacat atau distorsi! Power amplifier kelas A menggunakan titik kerja pada &'') karena
+power amplifier kelas A, ini digunakan untuk menguatkan sinyal audio! Secara lebih dalam titik kerja (% power amplifier kelas A dapat dijelaskan sebagai berikut! aftar .omponen / 0a 1 23. 0b 1 23. 0c 1 4. 0e 1 5*6. 0L 1 6. &cc 1 743&' $itik .erja (% Power Amplifier .elas A alam keadaan tidak ada sinyal input* arus dan tegang tegangan an kolekt kolektor or disebu disebutt arus arus dan tegang tegangan an kolekt kolektor or stasio stasioner ner!! Misalka Misalkan n bahwa bahwa arus arus kolektor stasioner adalah ) mA* maka tegangan kolektor-emiter stasioner adalah / Sehingga koordinat titik % adalah ) mA dan 8 &
9aris #eban ' Power Amplifier .elas A 9aris beban ' menyatakan semua titik operasi ' yang mungkin! :ika transistor pada gambar di atas jenuh* maka /
an jika transistor dioperasikan pada daerah cut-off maka tegangan kolektor-emiter adalah /
9ambar berikut memperlihatkan garis beban ' dengan titik % yang telah diperoleh sebelumnya! 9aris #eban A'
9aris beban A' menyatakan semua titik operasi A' yang mungkin! 9ambar berikut memperlihatkan rangkaian eki;alen A' penguat yang sama! ari rangkaian eki;alen diperoleh/ .arena ic < ie maka /
0angkaian =ki;alen A' Power Amplifier .elas A
:ika sinyal A' menggerakkan penguat* sinyal akan menyebabkan perubahan arus dan tegangan kolektor! Perubahan ini diberikan oleh /
engan "' dan &'= adalah arus dan tegangan kolektor '* serta "'% dan &'=% adalah arus dan tegangan kolektor stasioner! engan menyusun kembali maka diperoleh hubungan antara "' dan &'= sbb /
9rafik persamaan di atas ditunjukkan pada gambar berikut* dan disebut garis beban A'! 9ambar 9aris #eban A' Power Amplifier .elas A
9aris beban A' memperagakan bagaimana operasi sinyal besar! Selama setengah periode positif tegangan sumber A'* arus kolektor berayun dari titik % ke atas (arah saturasi atau penjenuhan! Sedangkan selama setengah periode negatif tegangan sumber A'* arus kolektor berayun dari titik % ke bawah (arah cut-off! >ntuk sinyal A' yang besar* operasi dapat
bergerak
sepenuhnya
menuju
penjenuhan
dan
sepenuhnya
menuju
cut-off
(menggunakan hampir semua daerah aktif! •
Penguat .elas A# Power Amplifier kelas A# ini dibuat bertujuan untuk membentuk penguat sinyal yang tidak cacat (distorsi dari penguat kelas A dan untuk mendapatkan efisiensi daya yang lebih baik seperti pada amplifier kelas #! .arena amplifier kelas A memiliki efisiensi daya yang rendah (?)6@ yang disebaban titik kerja berada di 2) &'' tetapi memiliki kualitas sinyal yang terbaik! Sedangkan amplifier kelas # memiliki efisiensi daya yang baik (?6@ karena titik kerja mendekati &'' tetapi kualitas suara yang kurang baik! Sehingga dibuat amplifier kelas A# yang memiliki efisiensi daya penguatan sinyal (?B3@ dengan kualitas sinyal audio yang baik! $itik kerja amplifier kelas A# dapat dilihat pada grafik garis beban berikut
engan menempatkan titik kerja rangkaian power amplifier kelas A# berada diantara titik kerja kelas A dan kelas # seperti terlihat pada grafik titik kerja rangkaian diatas* penguat
kelas A# dimaksudkan mendapatkan karakteristik dasar gabungan dari amplifier kelas A dan amplifier kelas #! Rng%in 4sr Power Amplifier Kels AB
Power amplifier kelas A# pada umumnya menggunakan sumber tegangan simetris! Cungsi dioda pada rangkaian penguat kelas A# diatas adalah untuk memecah sinyal sisi puncak positif dan sisi sinyal puncak negatif! %2 dan %) masing-masing berfungsi sebagai penguat sinyal sisi puncak positif dan puncak negatif! Pada saat menguatkan sinyal sinus maka pada rangkaian amplifier kelas A# diatas dapat dihitung tegangan output dan daya output dari rangkaian diatas sebagai berikut!
$egangan output 0MS / aya Dutput / imana &d adalah tegangan dioda antara basis dan &in
0angkaian diatas merupakan rangkaian dasar power amplifier kelas A# yang sering diaplikasikan pada power amplifier D'L* D$L maupun #$L! Power amplifier kelas A# ini cocok digunakan sebagai penguat sinyal audio karena memiliki efisiensi daya yang baik dan sinyal output yang dihasilkan tidak mengalami distorsi!
•
Penguat Pushpull 0angkaian penguat akhir pada system audio berfungsi sebagai penguat daya* maka
dari itu penguat akhir juga disebut sebagai penguat daya! 0angkaian penguat daya terdiri dari
penguat tegangan dan penguat arus! #agian Penguat akhir pada sistem audio terdiri dari dua bagian yaitu / Pengemudi (dri;er* berupa rangkaian penguat tegangan dengan penguatan yang besar! Pengaturan titik kerja penguat pada klasifikasi kelas A! Penguat arus* berupa rangkaian penguat daya dengan penguatan yang tidak terlalu besar* bahkan penguatannya mendekati satu! Agar mencapai effisiensi kerja yang besar* maka pengaturan kerjanya pada klasifikasi kelas A# mendekati kelas #! 0angkaian penguat daya dibuat kelas A# agar mencegah terjadinya cacat sileng ('ross D;er istortion! Prinsip .erja Penguat Akhir (Cinal Amplifier Secara garis besar rangkaian penguat akhir dapat digambarkan sebagai berikut / Prinsip .erja Penguat D'L .elas #
0angkaian penguat D'L (Dutput 'ondensator Less termasuk rangkaian penguat Push-pull 'omplementer! $ransistor %) dan %4 membentuk rangkaian Push-pull 'omplementer! Sinyal output dihasilkan lewat pertemuan elektroda emitter pada transistor penguat push-pull %) dan %4* dengan demikian penguat %) dan %4 membentuk konfigurasi 'ommon 'olllector yang penguatannya mendekati satu! Dutput penguat akhir ini adalah tanpa condensator output* berarti koplingnya adalah langsung! Dleh karena itu disebut juga penguat ' (' Ampifier* ' berarti irect 'oupling artinya tegangan output harus tidak mengandung tegangan ' (&dc output 1 3! Agar tegangan output 1 3 maka syaratnya adalah / 2! $ransistor %) dan %4 harus komplemen (EPE dan PEP! )! $egangan antara 'ollector-emitter (&'= %) dan %4 sama besar! 4! $egangan sumber dc 7&cc dan –&cc harus sama besar! $ransistor %2 mewakili kerja penguat tegangan kelas A yang mempunyai penguatan yang besar! Pengaturan kelas dapat digambarkan dalam daerah pengaturan kerja penguat sebagai berikut /
Pada daerah kerja kelas A semua gelombang yang diolah memerlukan arus "'! Falaupun tidak ada sinyal pada input* penguat (transistor sudah menghantarkan arus! Sedangkan pada daerah kerja kelas b* arus diperlukan saat setengah gelombang saja! .arena saat belum ada sinyal* belum ada aliranarus pada "'* maka sering menimbulkan cacat silang ('ross D;er istortion! >ntuk itu daerah kerjanya dirubah menjadi kelas A#! Pada kelas A# sebelum diberi sinyal arus "' sudah mengalir saat sinyal input 1 3 (nol! Penguat kelas A# digunakan untuk menghilangkan cacat silang* gambar penguat kelas A# ditunjukkan seperti di bawah ini! 9ambar Prinsip .erja Penguat D'L .elas A#
2! 0esistor Sebuah resistor sering disebut werstan* tahanan atau penghambat* adalah suatu komponen elektronik yang dapat menghambat gerak lajunya arus listrik! 0esistor disingkat dengan huruf G R G (huruf 0 besar! Satuan resistor adalah Dhm* yang menemukan adalah 9eorge Dhm (255-26H* seorang ahli Cisika bangsa :erman! $ahanan bagian dalam ini dinamai .onduktansi! Satuan konduktansi ditulis dengan kebalikan dari Dhm yaitu mho2!.emampuan resistor untuk menghambat disebut juga resistensi atau hambatan listrik! #esarnya diekspresikan dalam satuan Dhm! Suatu resistor dikatakan memiliki hambatan 2 Dhm apabila resistor tersebut menjembatani beda tegangan sebesar 2 &olt dan arus listrik yang timbul akibat tegangan tersebut adalah sebesar 2 ampere* atau sama dengan sebanyak B!)H263B I 232 elektron 2per detik mengalir menghadap arah yang berlawanan dari arus! Jubungan antara hambatan* tegangan* dan arus* dapat disimpulkan melalui hukum berikut ini* yang terkenal sebagai hukum Dhm/
0 1 &" #erdasarkan penggunaanya resistor dapat di bagi / a! 0esistor #iasa (Eilainya $etap Sebuah resistor penghambat gerak arus* yang nilainya tidak dapat! #erubah* jadi selalu tetap (konstan! 0esistor ini biasanya dibuat dari nikelin atau karbon!
b! 0esistor #erubah (&ariabel Sebuah resistor yang nilainya dapat berubah-ubah dengan jalan menggeser atau memutar toggle pada alat tersebut! Sehingga nilai resistor dapat kita tetapkan sesua dengan kebutuhan! #erdasarkan jenis ini kita bagi menjadi dua* Potensiometer* rheostat dan $rimpot (Trimmer Potensiometer yang biasanya menempel pada papan rangkaian ( Printed Circuit Board * P'#!
Potensiometer
$rimpot
c! 0esistor E$' dan P$S E$' ( Negative Temperature Coefficient adalah 0esistor yang nilainya akan bertambah kecil bila terkena suhu panas!Sedangkan P$S ( Positife Temperature Coefficient * ialah 0esistor yang nilainya akan bertambah besar bila temperaturnya menjadi dingin!
E$' $hermistor d! L0 (Light ependent 0esistor :enis 0esistor yang berubah hambatannya karena pengaruh cahaya! #ila cahaya gelap nilai tahanannya semakin besar* sedangkan cahayanya terang nilainya menjadi semakin kecil!
Simbol L0 9elang Farna 0esisitor Pada 0esistor biasanya memiliki H gelang warna* gelang pertama dan kedua menunjukkan angka* gelang ketiga adalah faktor kelipatan* sedangkan gelang ke empat
menunjukkan toleransi hambatan! Pertengahan tahun )33B* perkembangan pada komponen 0esistor terjadi pada jumlah gelang warna! engan komposisi/ 9elang Pertama (Angka Pertama* 9elang .edua (Angka .edua* 9elang .etiga (Angka .etiga* 9elang .eempat (Multiplier dan 9elang .elima ($oleransi!#erikut 9elang warna dimulai dari warna Jitam* 'oklat* Merah* :ingga* .uning* Jijau* #iru* >ngu ( violet * Abu-abu dan Putih Sedangkan untuk gelang toleransi hambatan adalah/ 'oklat 2@* Merah )@* Jijau 3*6@* #iru 3*)6@* >ngu 3*2@* =mas 6@ dan Perak 3@! .ebanyakan gelang toleransi yang dipakai oleh umum adalah warna =mas* Perak dan 'oklat
Farna
Eilai
Peng ali
Jitam Mearah 'oklat :ingga .uning Jijau #iru
$oler ansi
3
3 2 ) 4 H 6 B
23 232 23) 234 23 H 236 23B
5
5
23 23
8
8
2@ )@
3*6@ 3*)6 @
>ngu Abu-abu
3*2@ 3*36 @
Putih =mas Perak
23 3*2 3*32
)! .apasitor .apasitor (.ondensator yang dalam rangkaian elektronika
6@ 23@
dilambangkan dengan
huruf G'G adalah suatu alat yang dapat menyimpan energimuatan listrik di dalam medan listrik* dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik! .apasitor ditemukan oleh Michael Caraday (2582-2B5! Satuan kapasitor disebut Carad (C! Satu Carad 1 8 K 2322 cm) yang artinya luas permukaan kepingan tersebut! Struktur sebuah kapasitor terbuat dari ) buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik! #ahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara ;akum* keramik* gelas dan lain-lain! :ika 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 non-konduktif! Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya! i alam bebas* fenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan! .apasitansi .apasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor
untuk dapat
menampung muatan elektron! 'oulombs pada abad 2 menghitung bahwa 2 coulomb 1 B!)6 K 232 elektron! .emudian Michael Caraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 2 farad jika dengan tegangan 2 ;olt dapat memuat muatan elektron sebanyak 2 coulombs! engan rumus dapat ditulis / %1' & % 1 muatan elektron dalam ' (coulombs ' 1 nilai kapasitansi dalam C (farad & 1 besar tegangan dalam & (;olt alam praktek pembuatan kapasitor* kapasitansi dihitung dengan mengetahui luas area plat metal (A* jarak (t antara kedua plat metal (tebal dielektrik dan konstanta (k bahan dielektrik! engan rumus dapat di tulis sebagai berikut / ' 1 (!6 K 23 (k At >ntuk rangkaian elektronik praktis* satuan farad adalah sangat besar sekali! >mumnya kapasitor yang ada di pasaran memiliki satuan / C* nC dan pC! 2 Carad 1 2!333!333 C (mikro Carad 2 C 1 2!333!333 pC (piko Carad 2 C 1 2!333 nC (nano Carad 2 nC 1 2!333 pC (piko Carad 2 pC 1 2!333 C (mikro-mikro Carad 2 C 1 23-B C 2 nC 1 23-8 C 2 pC 1 23-2) C 0angkaian kapasitor 0angkaian .apasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi pengganti semakin besar! i bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara paralel!
'2 ') Pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus / 21 2 7 2 'total '2 ')
Cungsi .apasitor Cungsi penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian / 2! Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain (pada PS )! Sebagai filter dalam rangkaian PS 4! Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian antenna H! >ntuk menghemat daya listrik pada lampu neon 6! Menghilangkan bouncing (loncatan api bila dipasang pada saklar $ipe .apasitor .apasitor terdiri dari beberapa tipe* tergantung dari bahan dielektriknya! >ntuk lebih sederhana dapat dibagi menjadi 4 bagian* yaitu / a! .apasitor electrostatic .apasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari keramik* film dan mika! .eramik dan mika adalah bahan yang popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil! $ersedia dari besaran pC sampai beberapa C* yang biasanya untuk aplikasi rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi! $ermasuk kelompok bahan dielektrik film adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene terephthalate atau dikenal dengan sebutan mylar* polystyrene* polyprophylene* polycarbonate* metaliNed paper dan lainnya! Mylar* M.M* M.$ adalah beberapa contoh sebutan merek dagang untuk kapasitor dengan bahan-bahan dielektrik film! >mumnya kapasitor kelompok ini adalah non-polar!
b! =lectrolytic .elompok
kapasitor
electrolytic
terdiri
dari
kapasitor-kapasitor
yang
bahan
dielektriknya adalah lapisan metal-oksida! >mumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda 7 dan - di badannya! Mengapa kapasitor ini dapat memiliki polaritas* adalah karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutub positif anoda dan kutub negatif katoda!$elah lama diketahui beberapa metal seperti tantalum* aluminium* magnesium* titanium* niobium* Nirconium dan seng (Ninc permukaannya dapat dioksidasi sehingga membentuk lapisan metal-oksida (oKide film! Lapisan oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisa* seperti pada proses penyepuhan emas! =lektroda metal yang dicelup ke dalam larutan elektrolit (sodium borate lalu diberi tegangan positif (anoda dan larutan electrolit diberi tegangan negatif (katoda! Dksigen pada larutan electrolyte terlepas dan mengoksidasi permukaan plat metal! 'ontohnya* jika digunakan Aluminium* maka akan terbentuk lapisan Aluminium-oksida (Al)D4 pada permukaannya!
.apasitor =lco c! =lectrochemical $ermasuk kapasitor jenis ini adalah battery dan accu! Pada kenyataannya battery dan accu adalah kapasitor yang sangat baik* karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current yang sangat kecil! $ipe kapasitor jenis ini juga masih dalam pengembangan untuk mendapatkan kapasitansi yang besar namun kecil dan ringan* misalnya untuk aplikasi mobil elektrik dan telepon selular!
4! ioda ioda adalah komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan (junction P-E!Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambat arus pada tegangan balik! ioda berasal dari pendekatan kata dua elektroda yaitu anoda dan katoda! ioda semikonduktor hanya melewatkan arus searah saja (forward* sehingga banyak digunakan sebagai komponen penyearah arus! Secara sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah katup* dimana katup tersebut akan terbuka manakala air yang mengalir dari belakang katup menuju kedepan* sedangkan katup akan menutup oleh dorongan aliran air dari depan katup! ioda disimbolkan dengan gambar anak panah yang pada ujungnya terdapat garis yang melintang! Simbol tersebut sebenarnya adalah sebagai perwakilan dari cara kerja dioda itu sendiri! Pada pangkal anak panah disebut juga sebagai anoda (kaki positif 1 P dan pada ujung anak panah disebut sebagai katoda (kaki negati;e 1 E!
Struktur dan skema dari dioda dapat dilihat pada gambar di atas! Pada dioda* plate diletakkan dalam posisi mengelilingi katoda sedangkan heater disisipkan di dalam katoda! =lektron pada katoda yang dipanaskan oleh heater akan bergerak dari katoda menuju plate! >ntuk dapat memahami bagaimana cara kerja dioda kita dapat meninjau 4 situasi sebagai berikut ini yaitu / 2! ioda diberi tegangan nol )! ioda diberi tegangan negati;e 4! ioda diberi tegangan positi;e
2! ioda diberi tegangan nol
.etika dioda diberi tegangan nol maka tidak ada medan listrik yang menarik elektron dari katoda! =lektron yang mengalami pemanasan pada katoda hanya mampu melompat sampai pada posisi yang tidak begitu jauh dari katoda dan membentuk muatan ruang (Space 'harge! $idak mampunya elektron melompat menuju katoda disebabkan karena energi yang
diberikan pada elektron melalui pemanasan oleh heater belum cukup untuk menggerakkan elektron menjangkau plate!
)! ioda iberi $egangan Eegati;e
.etika dioda diberi tegangan negatif maka potensial negatif yang ada pada plate akan menolak elektron yang sudah membentuk muatan ruang sehingga elektron tersebut tidak akan dapat menjangkau plate sebaliknya akan terdorong kembali ke katoda* sehingga tidak akan ada arus yang mengalir!
4! ioda iberi $egangan Positi;e
.etika dioda diberi tegangan positif maka potensial positif yang ada pada plate akan menarik elektron yang baru saja terlepas dari katoda oleh karena emisi thermionic* pada situasi inilah arus listrik baru akan terjadi! Seberapa besar arus listrik yang akan mengalir tergantung daripada besarnya tegangan positif yang dikenakan pada plate! Semakin besar
tegangan plate akan semakin besar pula arus listrik yang akan mengalir! Dleh karena sifat dioda yang seperti ini yaitu hanya dapat mengalirkan arus listrik pada situasi tegangan tertentu saja* maka dioda dapat digunakan sebagai penyearah arus listrik (rectifier! Pada kenyataannya memang dioda banyak digunakan sebagai penyearah tegangan A' menjadi tegangan '! C>E9S" "DA ioda ini mempunyai banyak fungsi dalam dunia elektronika! ari sekian banyak fungsi dioda* berikut ini adalah fungsi dioda yang perlu Anda ketahui* antara lain /
- >ntuk penyearah arus - >ntuk penyetabil tegangan - >ntuk indikator - Sebagai saklar #erdasarkan fungsi dioda tersebut* dioda terdiri dari /
-
ioda .ontak $itik (Point 'ontact iode ioda dipergunakan untuk mengubah frekuensi tinggi menjadi frekuensi rendah! ioda ini tidak mengalirkan arus yang besar dan banyak dipergunakan pada rangkaian radio dan tele;isi! ioda kontak titik ini dibuat dari kawat wolfram dengan ujung yang runcing ditempelkan secara kuat pada lempengan germanium atau silikon serta ditutup dengan kotak dari kaca! ioda ini hanya dapat mengalirkan arus listrik pada arah sebaliknya!
-
ioda Jubungan ioda hubungan dapat mengalirkan arus listrik yang besar hanya satu arah dan tidak dapat mengalirkan arus sebaliknya! ioda ini biasanya dipergunakan untuk perata arus Power Supply ( catu daya atau sumber tegangan ! ioda ini berkapasitas besar yang dinyatakan dengan Amper dan mempunyai daya tahan terhadap tegangan yang dinyatakan dengan &olt! :adi setiap silikon yang dibeli di toko elektronika* mempunyai kapasitas daya tahan terhadap arus dan tegangan yang berbeda! Sebagai contoh adalah silikon 2 E H33)* ada dua macam yakni berkapasitas 2A63&dan berkapasitas 2A233&!
-
ioda Oener ioda Nener disebut juga dioda tegangan konstan karena a lat ini dapat mengalirkan arus dengan tegangan yang tetap sesuai dengan kapasitas dari dioda Nener tersebut! ioda Nener biasa disingkat O (Nener diode* dioda ini kebanyakan mempunyai daya tahan Fatt! ioda Nener dapat dipergunakan untuk menstabilkan tegangan yang ada pada catu daya
(Power Supply atau sumber tegangan (' &olt! $ype dari dioda Nener dibedakan oleh tegangan pembatasnya! ioda banyak digunakan sebagai pembatas tegangan!
-
ioda Pemancar 'ahaya (L= ioda ini akan mengeluarkan cahaya bila diberi tegangan sebesar 2*& dengan arus2*6 mA! L= digunakan sebagai alat peraga (display* digunakan sebagai indikator aktif atau tidaknya suatu rangkaian elektronik* sebagai lampu isyarat dan lampu hias!
.A0A.$=0"S$". "DA Jampir semua peralatan elektronika memerlukan sumber arus searah! Penyearah digunakan untuk mendapatkan arus searah dari suatu arus bolak-balik! Arus atau tegangan tersebut harus benar-benar rata tidak boleh berdenyut-denyut agar tidak menimbulkan gangguan bagi peralatan yang dicatu! ioda sebagai salah satu komponen aktif sangat popular digunakan dalam rangkaian elektronika* karena bentuknya sederhana dan penggunaannya sangat luas! Ada beberapa macam rangkaian dioda* diantaranya / penyearah setengah gelombang (Jalf-Fa;e 0ectifier* penyearah gelombang penuh (Cull-Fa;e 0ectifier* rangkaian pemotong ('lipper* rangkaian penjepit ('lamper maupun pengganda tegangan (&oltage Multiplier! i bawah ini merupakan gambar yang melambangkan dioda penyearah!
Sisi Positif (P disebut Anoda dan sisi Eegatif (E disebut .atoda! Lambang dioda seperti anak panah yang arahnya dari sisi P ke sisi E! .arenanya ini mengingatkan kita pada arus kon;ensional dimana arus mudah mengalir dari sisi P ke sisi E! ioda termasuk komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor! #eranjak dari penemuan dioda* para ahli menemukan juga komponen turunan lainnya yang unik! ioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja! Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan E! Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe E! engan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi E!
Simbol dan struktur dioda 9ambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PE dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer* dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron! Seperti yang sudah diketahui* pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi E banyak terdapat elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka! Lalu jika diberi bias positif* dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi E* maka elektron dari sisi E dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P! $entu kalau elektron mengisi hole disisi P* maka akan terbentuk hole pada sisi E karena ditinggal elektron! "ni disebut aliran hole dari P menuju E* .alau menggunakan terminologi arus listrik* maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi E!
Sebaliknya apakah yang terjadi
jika polaritas tegangan dibalik
yaitu dengan
memberikan bias negatif (re;erse bias! alam hal ini* sisi E mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P!
$entu jawabannya adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke E maupun sebaliknya! .arena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutup berlawanan! #ahkan lapisan deplesi (depletion layer semakin besar dan menghalangi terjadinya arus! emikianlah sekelumit bagaimana dioda hanya dapat mengalirkan arus satu
arah saja! engan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi konduktor! $idak serta merta di atas 3 ;olt* tetapi memang tegangan beberapa ;olt di atas nol baru bisa terjadi konduksi! "ni disebabkan karena adanya dinding deplesi (depletion layer! >ntuk dioda yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah di atas 3!5 ;olt! .ira-kira 3!4 ;olt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan 9ermanium!
Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus* namun memang ada batasnya! Sampai beberapa puluh bahkan ratusan ;olt baru terjadi breakdown* dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang terbentuk di lapisan deplesi! H! $ransistor $ransistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat* pemotong (switching* stabilisasi tegangan* modulasi sinyal atau fungsi lainnya! $ransistor dapat berfungsi semacam kran listrik* dimana berdasarkan arus inputnya (#:$ atau tegangan inputnya (C=$* memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya!
9ambar $ransistor
Pada umumnya* transistor memiliki 4 terminal! $egangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui ) terminal lainnya! $ransistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern! alam rangkaian analog* transistor digunakan dalam amplifier (penguat! 0angkaian analog melingkupi pengeras suara* sumber listrik stabil* dan penguat sinyal radio! alam rangkaian-rangkaian digital* transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi! #eberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate* memori* dan komponenkomponen lainnya! Ada beberapa macam transistor* antara lain /
a! $ransistor #ipolar $ransistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan/ elektron dan lubang* untuk membawa arus listrik! alam #:$* arus listrik utama harus melewati satu daerah lapisan pembatas dinamakan depletion None* dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut! #:$ (#ipolar :unction $ransistor adalah salah satu dari dua jenis Start transistor! 'ara kerja #:$ dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau negatifnya berdempet* sehingga ada tiga terminal! .etiga terminal tersebut adalah emiter (=* kolektor ('* dan basis (#!
Po%er Supply 12&
86 Alt 9n B&n Kapasitor 16 Alat - Setrika - Cerry 'lhoride - #ensin - #or Pcb (3* mm dan 2 mm !utput "erupa #$ "ersih - Solder - Pemotong .uku - Dbeng - Multimeter - Power Supply
'esistor 22k
-6 #ahan Transistor D43 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - P'# !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - =lco H*5 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - =lco )33 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - ioda H2H !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - 0esistor )) k Sinyal di Kuatkan TIP 32 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - 0esistor 6*B k !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - 0esistor H5 k !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! - 0esistor )k)
2 buah 2 buah 2 buah ) buah 2 buah 2 buah 2 buah 2 buah
Sinyal Negatif yang telah diKuatkan
2 Buah Dioda
46 "low0&rt Power Amplifiers Kapasitor TIP 31
Sinyal Positif yang telah diKuatkan End
E6 Gm2r Rng%in 2! 9ambar 0angkaian
)! Layout P'#
4! $ata Letak .omponen
"6 Prinsip Ker7 Rng%in 0angkaian power amplifiers dihubungkan dengan power supply yang
bertegangan 2) ;olt! Lalu arus masuk ke kapasitor H*5 f* lalu keluaranya berupa sinyal A' bersih! Lalu arus keluaran dari kapasitor dikuatkan dengan $ransistor H4! Setelah mengalami penguatan di $ransistor H4 arus tersebut masuk ke ) dioda yang hubungkan seri! Cungsi diode yang di hubungkan seri disini untuk membagi tegangan antara positif dan negati;e! Lalu arus Positif keluaran ) buah diode tadi di kuatkan lagi dengan $"P 42* sedangkan arus negati;e di kuatkan dengan $"P 4)! .emudian kedua arus tersebut masuk ke kapasitor )33f! an rangkaian power amplifiers siap di hubungkan dengan speaker! G6 Anlis Rng%in
Sumber tegangan yang digunakan adalah power supply dengan tegangan 2)&! Sumber tegangan ini digunakan sebagai sumber tegangan ' untuk menguatkan tegangan dan menjadi &'' pada rangkaian power amplifier ini! "nput bisa berasal dari mic atau dari alat lain dengan spesifikasi input maksimal bertengangan 253m& dan frekuensi maksimal tak terhingga (sesuai dengan simulasi yang dilakukan untuk output tanpa ripple ! capasitor H!5 mikro Carat dalam rangkaian berfungsi sebagai coupling untuk membatasi arus ' yang masuk! 0esistor 2 dan resistor ) berfungsi sebagai penghasil tegangan &# dengan prinsip pembagi tegangan! $ransistor akan menguatkan arus yang masuk melalui &# dengan penguatan common colector * tegangan yang dikuatkan negatif ataupun positif! ioda yang ada pada output colector transistor H4 berfungsi sebagai untuk memecah sinyal sisi puncak positif dan sisi sinyal puncak negatif yang merupakan output dari kapasitor H4!
$ransistor $"P 42 berfungsi sebagai penguat tegangan input yang berfasa positif dan transistor $"P4) berfungsi sebagai penguatan tegangan input yang berfasa negatif! Cungsi dari 04 dan 0H adalah sebagai 0' dan 0=! 'apasitor )33 mikro farat berfungsi sebagai coupling penyaring arus '* sehingga uotput berupa A' murni (bersih Jeat Sink ( casing Cungsi dari Jeat Sink ini adalah untuk menyerap dan membuang panas yang dihasilkan oleh transistor!#ahan pembuat dari heat sink ini umumnya adalah aluminium cor atau kadang-kadang digunakan pula tembaga!
H6 Pros$9er Pem%in Alt a! Memasang input daya dengan power supplay lainnya yang bertegangan 2)
& ' b! Memasang inputan suara yang akan dikuatkan dengan sumber sinyal (mic atau peralatan lainnya c! Memasang (menghubungkan output berupa speaker! d! Menekan saklar on pada power supply dan power amplifier e! Alat siap digunakan
I6 Kesimp$ln
a! 0angkaian yang saya buat diatas merupakan rangkaian power amplifier! 0angkaian Power Amplifiers adalah penguat akhir sistem tata suara yang berfungsi sebagai penguat sinyal audio yang pada dasarnya merupakan penguat tegangan dan arus dari sinyal audio yang bertujuan untuk menggerakan pengeras suara (Loud Speaker b! Power Amplifiers berfungsi sebagai penguat bagian akhir c! 0angkaian power amplifier terdiri dari penguat kelas A dan penguat kelas A# •
.elebihan
•
-
Mempunyai efisiensi daya yang cukup tinggi Sinyal keluaran tidak ada distorsi .ualitas output adalah baik .ekurangan Penguatan kurang maksimal $idak bisa mengeluarkan suara bass baik - $erdapat input maksimal agar tidak terjadi potongan sinyal input saat di kuatkan (suara
