mejelaskan tentang materi penguat sinyal kecil

1. PENGUAT SINYAL KECIL
ELEKTRONIKA ANALOG
PSTE - UNISMA

2. Transistor (Tr) Sebagai Penguat
• Transistor adalah perangkat semikonduktor tiga terminal,
dan terminalnya adalah E (Emitter), B (Base) & C (Collector).
• Transistor dapat bekerja di tiga wilayah berbeda seperti
wilayah aktif, wilayah cut-off & wilayah saturasi. Transistor
berfungsi sebagai penguat saat bekerja di wilayah aktif.
• Transistor di-off-kan saat bekerja di daerah cut-off dan
dihidupkan saat bekerja di wilayah saturasi.
• Fungsi utama sebuah transistor sebagai penguat adalah
untuk memperbesar sinyal input (tegangan atau arus)
sehingga didapatkan sinyal output yang lebih besar.
• Salah satu syarat penguat adalah bahwa sinyal keluaran
harus tepat bentuknya seperti sinyal masukan dengan
amplitudo lebih tinggi. Jika bentuk sinyal keluaran tidak
tepat sama dengan sinyal masukan, maka dikatakan sinyal
keluarannya cacat. Artinya, sangat diharapkan output
penguat ini tidak menjadi sumber noise tambahan, sehingga
harus dirancang dengan menggunakan komponen aktif
yang ‘low noise’.

3. Karakteristik Penguatan untuk masing-
masing mode Transistor :
Dengan nilai-nilai untuk :
IE = 1 mA ;
rC = 2,5 k Ohm (CE dan CC) ;
rE = 390 Ohm untuk CC.
Rangkaian Dasar
Transistor sebagai
Penguat :

4. Transistor sebagai Penguat Sinyal Kecil
• Transistor sebagai penguat sinyal secara umum menggunakan konfigurasi common emitor (emiter
bersama), dimana sinyal input masuk melalui kaki basis dan keluar melalui kaki kolektor sekaligus
sebagai pembalik fasa (inverter).
• Konfigurasi CE memiliki kemampuan untuk memperkuat sinyal input yang relatif kecil. Dalam jenis
penguat ini perubahan arus kolektor adalah kecil dibandingkan dengan arus kolektor stasioner.
• Penguat paling sederhana terdiri dari satu buah transistor. Lebih dikenal sebagai penguat tegangan
daripada disebut sebagai penguat daya, walaupun sebetulnya terjadi juga penguatan daya.
• Ditempatkan pada awal satu sistem penguat, yang biasa disebut sebagai pre-amplifier, misalnya,
penguat RF pada sistem penerima pada umumnya, LNA (low noise amplifier ) pada sistem penerima
satelit.
• Bekerja pada kelas –A , dan juga harus mempunyai respon frekuensi yang cukup untuk tidak
menghilangkan sebagian spektrum sinyal yang dikuatkannya.
• Beberapa aplikasi penguat sinyal kecil antara lain untuk penguat stereo, instrumen ukur, penguat sinyal
input yang relatif kecil dari sensor menjadi sinyal output yang jauh lebih besar untuk menggerakkan
relay, lampu atau pengeras suara misalnya.

5. = Rangkaian Penguat Common Emitor (CE) =

6. Beberapa rumus pada rangkaian Common Emitor:
• Penguatan tegangan tanpa C3 : Av = RC / RE
• Penguatan tegangan dengan C3 : Av = RC / rE
• Penguatan arus : Ai = R2 / RE
• Impedansi keluaran : Zo = RC
• Impedansi masukan tanpa C3 :Zi = R1//R2//Zib dengan Zib = hfe(rE + re’)
• mpedansi masukan dengan C3 :Zi = R1//R2//Zib dengan Zib = hfe . re’

7. Penguat CE
• Di sebagian besar rangkaian elektronik, digunakan konfigurasi transistor NPN sebagai rangkaian
penguat dengan konfigurasi CE. Rangkaian biasing pembagi tegangan yang umumnya dikenal
sebagai rangkaian penguat transistor satu tahap.
• Pada dasarnya, pengaturan biasing dapat dibangun dengan dua transistor seperti jaringan pembagi
potensial di seluruh supply tegangan. Ini memberikan tegangan bias ke transistor dengan titik
tengahnya. Jenis bias ini terutama digunakan dalam desain rangkaian penguat transistor bipolar.
• Dalam bias semacam ini, transistor akan mengurangi faktor efek penguatan arus 'β' dengan
menahan bias dasar pada tahap tegangan tetap konstan & memungkinkan stabilitas yang tepat. Vb
(tegangan dasar) dapat diukur dengan jaringan pembagi potensial.
• Di rangkaian slide 5, seluruh resistansi akan sama dengan jumlah dua resistor seperti R1 & R2. Level
tegangan yang dihasilkan pada persimpangan dua resistor akan menahan tegangan basis konstan
pada tegangan supply.
• Rumus berikut adalah aturan pembagi tegangan sederhana, dan digunakan untuk mengukur
tegangan referensi.
Vb = (Vcc.R2)/(R1 + R2)
• Tegangan supply yang sama juga menentukan arus kolektor terbaik, karena transistor diaktifkan
yang berada dalam mode saturasi.

8. Penguatan Tegangan Common Emitor
• Penguatan (Gain) tegangan CE setara dengan modifikasi dalam rasio tegangan input ke
modifikasi dalam penguat tegangan output daya.
• Pertimbangkan Vin dan Vout sebagai Δ VB. & Δ VL
• Dalam kondisi resistansi, gain tegangan akan setara dengan rasio resistansi sinyal dalam
kolektor terhadap resistansi sinyal dalam emitor yang diberikan sebagai :
Gain Tegangan (AV) = Vout/Vin = Δ VL/Δ VB = - RL/RE
• Dengan menggunakan persamaan di atas, cukup menentukan gain tegangan rangkaian
CE. Transistor bipolar menyertakan resistansi internal kecil yang dimasukkan ke dalam
bagian emitornya yaitu 'Re'. Setiap kali resistansi emitor dalam akan dihubungkan secara
seri dengan resistansi luar, persamaan gain tegangan khusus diberikan di bawah ini.
Gain tegangan (AV) = - RL/(RE + Re)  Re adalah hambatan dalam yang berada pada area
basis-emiter

9. Penguatan Tegangan Common Emitor
• Seluruh resistansi dalam rangkaian emitor pada frekuensi rendah akan setara dengan jumlah
resistansi dalam & resistansi eksternal yaitu RE + Re.
• Untuk rangkaian pada slide 5, gain tegangan pada frekuensi tinggi serta frekuensi rendah
meliputi berikut ini.
Gain tegangan pada frekuensi tinggi adalah = - RL/RE
Gain tegangan pada frekuensi rendah adalah = - RL/(RE + Re)
• Dengan menggunakan rumus di atas, gain tegangan dapat dihitung untuk rangkaian
penguat.
• Kesimpulannya, bahwa sebuah transistor dapat berlaku seperti penguat hanya ketika dibias
dengan benar.
• Ada beberapa parameter untuk transistor yang baik, mencakup : gain tinggi, bandwidth
tinggi, laju perubahan tegangan tinggi, linieritas tinggi, impedansi input daya tinggi, efisiensi
tinggi, dan stabilitas tinggi, dll.

10. Next Chapter…
ANALISIS PENGUAT SINYAL KECIL