Rangkuman dokumen tersebut adalah: Ada tiga jenis konfigurasi penguat transistor yaitu penguat emitter bersama, penguat kolektor bersama, dan penguat basis bersama. Penguat emitter bersama adalah konfigurasi yang paling banyak digunakan karena memiliki sifat menguatkan tegangan puncak amplitude dari sinyal masukan. Model sinyal kecil transistor dan FET digunakan untuk menganalisis karakteristik penguat.

1. Modul 1
Elektronika Analog
KB4. Penerapan Rangkaian
Elektronika
Oleh: Drs. Almasri, MT

2. Konfigurasi
Penguat Transistor
Ada tiga jenis konfigurasi penguat transistor
yaitu :
 Penguat Emiter Bersama (Common
Emitter)
 Penguat Kolektor Bersama (Common
Collector)
 Penguat Basis Bersama (Common Base)

3. Rangkaian Penguat
Transistor Common Emitter
 Rangkaian Common Emitter adalah rangkaian
Bipolar Junction Transistor yang menggunakan
terminal Emitter sebagai terminal bersama yang
terhubung ke Ground, sedangkan terminal masukan
dan keluarannya masing-masing terletak pada
terminal Basis dan terminal Collector.
 Rangkaian yang paling banyak digunakan karena
memiliki sifat menguatkan tegangan puncak
amplitude dari sinyal masukkan.
 Faktor penguatan dari Transistor dilambangkan
dengan simbol beta (β).

4. Penguat Transistor
Common Emitter
Penguat transistor dengan konfigurasi emitter bersama
(common emitter)

5. Penguat Transistor
Common Emitter
Untai ekuivalen transistor terdiri atas tiga
komponen:
 Resistor re’ yang menyatakan resistansi ac
emitter
 Diode yang menyatakan sambungan basis
emitter
 Sumber arus yang menyatakan arus yang
diberikan ke R'L dan kolektor transistor (R'L
=Rc//RL)

6. Penguat Transistor
Common Emitter
Tegangan masukan: 𝑉𝑖 = 𝑖 𝑒 𝑟𝑒’
Tegangan keluaran 𝑉𝑜 = 𝑖 𝑐 𝑅 𝐿
′
Gain tegangan (voltage gain) 𝐴 𝑣 =
𝑉𝑜
𝑉 𝑖
=
𝑖 𝑐 𝑅 𝐿
′
𝑖 𝑒 𝑟𝑒
′
Karena 𝑖 𝑐 ≈ 𝑖 𝑒
maka gain tegangan 𝑨 𝒗 =
𝑹 𝑳
′
𝒓 𝒆
′

7. Model Transistor Sinyal Kecil
dengan parameter hibrid(h)
Model parameter hibrid (h) dari transistor
ℎ𝑖𝑒 =
𝑉 𝑏
𝑖 𝑏
𝑉𝑐 = 0 : resistansi masukan dengan keluaran
dihubung singkat (ohm)

8. Model Transistor Sinyal Kecil
dengan parameter hibrid (h)
ℎ 𝑟𝑒 =
𝑉 𝑏
𝑉𝑐
𝑖 𝑏 = 0 : Bagian tegangan keluaran yang diumpan
balikkan ke masukan dengan masukan
dibuka (tanpa dimensi )
ℎ 𝑓𝑒 =
𝑖 𝑐
𝑖 𝑏
𝑉𝑐 = 0 : Peroleh arus dengan keluaran dihubung
singkat (tanpa dimensi
ℎ 𝑜𝑒 =
𝑖 𝑐
𝑉𝑐
𝑖 𝑏 = 0 : Konduktans keluaran dengan masukan
dibuka (mho atau A/V)

9. Penguat Emiter Bersama
(Common Emitter)

10. peroleh arus (Ai); Resistansi masukan (Ri);
peroleh tegangan (Av); dan
Resistansi keluaran (Ro).
 𝐴𝑖 =
𝐴𝑟𝑢𝑠 𝑘𝑒𝑙𝑢𝑎𝑟𝑎𝑛
𝐴𝑟𝑢𝑠 𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘𝑎𝑛
=
𝐼 𝑜
𝐼 𝑖
=
−𝐼 𝑐
𝐼 𝑏
Karena 𝐼𝑐 = ℎ𝑓𝑒 𝐼 𝑏
 𝐴𝑖 = −ℎ𝑓𝑒
 𝑅𝑖 =
𝑉 𝑖
𝐼 𝑖
= ℎ𝑖𝑒
 𝐴 𝑣 =
𝑉𝑜
𝑉 𝑖
=
𝐼 𝑜 𝑅 𝑐
𝐼 𝑏ℎ𝑖𝑒
= 𝐴𝑖
𝑅 𝑐
𝑅 𝑖
=
ℎ𝑓𝑒 𝑅 𝑐
ℎ𝑖𝑒
 𝐴 𝑣𝑠 =
𝑉𝑜
𝑉𝑠
=
𝑉𝑜
𝑉 𝑏
𝑉 𝑏
𝑉𝑠
=
𝑉𝑜
𝑉 𝑖
𝑉 𝑖
𝑉𝑠
= 𝐴 𝑣
𝑉 𝑖
𝑉𝑠

11. Peroleh tegangan dengan memperhitungkan
Resistansi sumber (Rs) adalah Avs.
𝐴 𝑣𝑠 = 𝐴 𝑣
𝑉 𝑖
𝑉𝑠
Karena 𝑉𝑖 = 𝑉𝑠
ℎ𝑖𝑒
ℎ𝑖𝑒+𝑅 𝑠
;
𝐴 𝑣𝑠 = 𝐴 𝑣
ℎ𝑖𝑒
ℎ𝑖𝑒 + 𝑅 𝑠
= 𝐴𝑖
𝑅 𝑐
ℎ𝑖𝑒 + 𝑅 𝑠
maka 𝑅 𝑜
′ = 𝑅 𝑐

12. Penguat Kolektor Bersama
(Common Collector)

13. Penguat Kolektor Bersama
(Common Collector)
 𝐴𝑖 =
𝐼 𝐿
𝐼 𝑖
=
−𝐼 𝑒
𝐼 𝑏
Karena 𝐼𝑒 = −(1 + ℎ𝑓𝑒)𝐼 𝑏
Maka 𝐴𝑖 = 1 + ℎ𝑓𝑒
 𝑅𝑖 =
𝑉 𝑖
𝐼 𝑖
=
𝑉 𝑏
𝐼 𝑏
 𝐴 𝑣 =
𝑉𝑜
𝑉 𝑖
= 𝐴𝑖
𝑅 𝐿
𝑅 𝑖
=
(1+ℎ𝑓𝑒)𝑅 𝐿
𝑅 𝑖
 𝐴 𝑣 = 1 −
ℎ𝑖𝑒
𝑅 𝑖

14. Penguat Basis Bersama
(Common Base)
Untai penguat basis bersama Untai ekivalen ac-nya

15. Penguat Basis Bersama
(Common Base)
 𝐴𝑖 =
ℎ𝑓𝑒
1+ℎ𝑓𝑒
 𝑅𝑖 =
ℎ𝑖𝑒
1+ℎ𝑓𝑒
dan 𝑅𝑖
′
= 𝑅𝑖 𝑅 𝐸
 𝐴 𝑣 = ℎ𝑓𝑒
𝑅 𝑐
ℎ𝑖𝑒
Karena 𝑅 𝑜 = ∞
Maka 𝑅0
′
= 𝑅 𝑐

16. Penguat Emiter Bersama
dengan Resistor Emiter
Untai ekivalen ac penguat
emitter
bersama dengan RE

17. Penguat Emiter Bersama
dengan Resistor Emiter
 𝐴𝑖 =
−𝐼 𝑐
𝐼 𝑏
=
ℎ𝑓𝑒 𝐼 𝑏
𝐼 𝑏
= −ℎ𝑓𝑒
 𝑅𝑖 =
𝑉 𝑖
𝐼 𝑏
= ℎ𝑖𝑒 + (1 + ℎ𝑓𝑒) 𝑅 𝐸
 𝐴 𝑣 =
𝐴 𝑖 𝑅 𝑐
𝑅 𝑖
=
−ℎ𝑓𝑒 𝑅 𝑐
ℎ𝑖𝑒+(1+ℎ𝑓𝑒)𝑅 𝐸
Dan 𝑅0
′
= 𝑅 𝑐
Maka 𝐴 𝑣 =
−ℎ𝑓𝑒
1+ℎ𝑓𝑒
𝑅 𝑐
𝑅 𝐸
≈
𝑅 𝑐
𝑅 𝐸

18. Perbandingan Antar
Konfigurasi Penguat Transistor
 Konfigurasi CE, peroleh tegangan dan peroleh arus
tinggi (Av>1, Ai >1)
 Konfigurasi CC, peroleh tegangan mendekati satu
(Av<1), sedangkan peroleh arus tinggi seperti CE
(Ai >1)
 Konfigurasi CB, peroleh tegangan tinggi seperti
pada CE, peroleh arus kurang dari satu (Ai <1).
Resistansi masukan paling rendah, sedangkan
resistansi keluaran paling tinggi di antara ketiga
konfigurasi

19. Penguat FET
(Field-Effect Transistor)
 Operasi penguat FET menyerupai
penguat BJT
Bedanya:
 BJT merupakan komponen terkendali
arus
 FET adalah komponen terkendali
tegangan
 Impedansi masukan penguat FET jauh
lebih tinggi dibandingkan penguat BJT

20. Penguat FET
(Field-Effect Transistor)
 Penguat BJT dibedakan dalam tiga
konfigurasi (Common Emitter/CE,
Common Colector/CC dan Common
Base/CB),
 Penguat FET juga dibedakan dalam tiga
konfigurasi, yaitu penguat source
bersama (Common Source/CS), penguat
drain bersama (Common Drain/CD), dan
penguat gate bersama (Common Gate
/CG)

21. Model Sinyal Kecil untuk
JFET/MOSFET
Model sinyal kecil FET
Arus drain Id ditentukan oleh nilai tegangan gate-source
Vgs dan tegangan drain-sorce Vds

22. Penguat Source Bersama
(Common Source/CS)
Untai penguat source bersama

23. Penguat Source Bersama
(Common Source/CS)
Untai ekivalen ac nya

24. Penguat Source Bersama
(Common Source/CS)
 Tegangan keluaran Vo = - gm Vgs. R’
 Peroleh tegangan
 Resistansi keluaran

25. Penguat Drain Bersama
(Common Drain/CD)

26. Penguat Drain Bersama
(Common Drain/CD)

27. Penguat Drain Bersama
(Common Drain/CD)
 Tegangan keluaran adalah:
Vo = gm Vgs Rs'
Vo = gm Rs' (Vi –Vo
 Peroleh tegangan adalah:
𝐴 𝑣 =
𝑉𝑜
𝑉𝑖
=
𝑔𝑚 𝑅 𝑠
′
1 + 𝑔𝑚 𝑅 𝑠
′ =
𝑅 𝑠
′
𝑅 𝑠
′
+
1
𝑔𝑚

28. Penguat Drain Bersama
(Common Drain/CD)
Resistansi keluaran dihitung dengan membuat Vi =
0 dan menghubungkan keluaran penguat dengan
sumber tegangan V2
𝑅 𝑜 =
𝑉2
𝐼2
=
1
1
𝑅 𝑠
′ + 𝑔𝑚
=
𝑅 𝑠
′ 1
𝑔𝑚
𝑅 𝑠
′
+
1
𝑔𝑚
= 𝑅 𝑠
′
1
𝑔𝑚

29. Penguat Gate Bersama
(Common Gate /CG)
Penguat gate bersama

30. Penguat Gate Bersama
(Common Gate /CG)
Untai ekuivalen ac dengan
sumber arus terkendali
tegangan

31. Penguat Gate Bersama
(Common Gate /CG)
 Peroleh tegangan Av adalah:
𝐴 𝑣 =
𝑉𝑜
𝑉𝑖
=
(𝑔𝑚 +
1
𝑟𝑑
)
(
1
𝑅 𝐷
′ +
1
𝑟𝑑
)
 Resistansi masukan dihitung dengan
mengganti sumber arus (gm Vgs) antara
drain-source dengan sumber tegangan
(gm rd Vgs) dan resistansi rd yang
terhubung seri dengan sumber tegangan
tersebut

32. Penguat Gate Bersama
(Common Gate /CG)
Sumber arus gm Vgs diganti dengan sumber
tegangan gm rd Vgs untuk memudahkan analisis

33. Penguat Gate Bersama
(Common Gate /CG)
 𝐼𝑖 =
𝑉 𝑖
𝑅 𝑠
+
𝑉 𝑖+𝑔𝑚 𝑟𝑑 𝑉 𝑖
rd+𝑅 𝐷
′
 Resistansi masukan dapat dihitung
sebagai berikut:
 𝑅𝑖 =
𝑉 𝑖
𝐼 𝑖
=
𝑅 𝑠( 𝑟𝑑+ 𝑅 𝐷
′
)
rd+𝑅 𝐷
′ +𝑅 𝑠+𝑔𝑚 𝑟𝑑 𝑅 𝑠
Jika rd >> maka:
 𝑅𝑖 ≫
𝑅 𝑠
1+𝑔𝑚 𝑅 𝑠
=
𝑅 𝑠
1
𝑔𝑚
𝑅 𝑠+
1
𝑔𝑚
= 𝑅 𝑠
1
𝑔𝑚

34. Penguat Gate Bersama
(Common Gate /CG)
Resistansi keluaran dihitung dengan membuat Vi = -
Vgs = 0 , RL dibuka , dan kemudian diberikan
sumber tegangan V, pada keluaran
𝑅 𝑜 =
𝑉2
𝐼2
=
𝑟𝑑 𝑅 𝐷
rd+𝑅 𝐷
=
𝑟𝑑 𝑅 𝐷

35. Penguat dengan
Operational Amplifier
Op-amp ini memiliki dua jenis masukan, yaitu V1
yang merupakan masukan nonpembalik (non-
inverting input) (+) dan V2 yang merupakan masukan
pembalik (inverting input) (-), serta sebuah keluaran
Vo

36. Penguat dengan
Operational Amplifier
Karakteristik standar sebuah Op-Amp yang
secara umum telah ditetapkan oleh pabrik
pembuatnya
Keterangan gambar:
 Zin yang ideal nilainya ∞ (tak berhingga)
 Zout yang ideal nilainya 0 (nol)
 AOL yang ideal nilainya ∞ (tak berhingga)

37. Penguat dengan
Operational Amplifier
 Penguat Inverting
Penguat inverting adalah ekuivalen dengan penguat
emiter bersama atau penguat source bersama

38. Penguat Inverting
Karena Vo pada resistor umpan-balik Rf, maka:
 Vo= -I2R2
Karena Vi pada resistor masukan Ri, maka:
 Vi = I1 RI
Karena Op-Amp mempunyai R in sangat tinggi,
maka I in mendekati nol. Karena itu II = 12 dan
dapat ditulis
 Vo = -I1R2

39. Penguat Inverting
Gain tegangan loop tertutup (ACL )
CMRR (Common Mode Rejection Ratio)
Penguat Inverting

40. Penguat Inverting
 CMRR penguat:
 Tampak bahwa CMRR penguat jauh lebih
kecil dari pada CMRROp-Amp

41. Penguat dengan
Operational Amplifier
 Penguat Non Inverting
Sinyal masukan dihubungkan ke masukan non
inverting, sehingga sinyal keluaran mempunyai fase
yang sama dengan sinyal masukan

42. Penguat Non Inverting
Diasumsikan untai masukan diferensial ideal,
 maka V in inverting = V in non inverting.
 Karena itu V in inverting = V sinyal masukan Vi.
R in Op- Amp sangat tinggi
 maka I in Op- Amp mendekati nol.
 Sehingga I pada R1 = I pada R2 yaitu:
 𝐼1 = 𝐼2 atau
𝑉 𝑖
𝑅1
=
𝑉𝑜−𝑉 𝑖
𝑅2
Peroleh tegangan kalang tertutup adalah:
 𝐴 𝐶𝐿 =
𝑉𝑜
𝑉1
= 1 +
𝑅2
𝑅1
 𝐴 𝐶𝐿 ≥ 1

43. Penguat Non Inverting
 Resistansi masukan dan resistansi keluaran
Resistansi masukan penguat non inverting sangat
tinggi karena sinyal masukan diberikan langsung ke
Op- Amp. Resistansi keluaran penguat non inverting
mendekati sama dengan resistansi keluaran Op-
Amp atau rendah.
Maka penguat non inverting dapat digunakan untuk
untai penyangga (buffer)

44. Penguat Non Inverting
 Pengikut Tegangan/Penguat Penyangga (Voltage
Follower)
Peroleh tegangan untuk pengikut tegangan:
𝐴 𝐶𝐿 = 1 +
𝑅2
𝑅1
= 1 +
0
∞
= 1
𝐶𝑀𝑅𝑅 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑖𝑘𝑢𝑡 𝑡𝑒𝑔 =
𝐴 𝐶𝐿
𝐴 𝐶
=
1
𝐴 𝐶

45. Penguat Penjumlah
(Summing Amplifier)
Penguat penjumlah mempunyai keluaran yang
sebanding dengan jumlah masukan

46. Penguat Penjumlah
(Summing Amplifier)
Tegangan keluaran penguat penjumlah dapat
ditulis:
 𝑉𝑜 = −𝐼𝑓 𝑅𝑓
 𝑉𝑜 = −
𝑅 𝑓
𝑅1
𝑉1 +
𝑅 𝑓
𝑅2
𝑉2 +
𝑅 𝑓
𝑅3
𝑉3
Jika R1 = R2 = R3 = R
maka: 𝑉𝑜= −
𝑅 𝑓
𝑅
𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3
Karena itu keluaran akan sebanding dengan
jumlah masukan

47. Penguat Differensial
(Difference Amplifier)
Penguat differensial atau penguat bedaan
mempunyai keluaran yang sebanding dengan
bedaan sinyal masukan

48. Penguat Differensial
(Difference Amplifier)
Tegangan keluaran Vo diperoleh:
 𝑉𝑜= −
𝑅2
𝑅1
𝑉1 + 1 +
𝑅2
𝑅1
𝑅4
𝑅3+𝑅4
𝑉2
Jika
𝑅1
𝑅2
=
𝑅3
𝑅4
;
Maka 𝑉𝑜 =
𝑅2
𝑅1
𝑉2 − 𝑉1
Terlihat bahwa tegangan keluaran
sebanding dengan bedaan tegangan
masukan

49. Integrator
Integrator adalah untai yang dapat melakukan
operasi integrasi matematis pada sinyal
masukan

50. Integrator
 𝑖 (𝑡) =
𝑉 𝑖(𝑡)
𝑅
Dan 𝑉𝑜 𝑡 = −
1
𝐶 𝑓
𝑖 𝑑𝑡 = −
1
𝑅𝐶 𝑓
𝑣𝑖 𝑡 𝑑𝑡
Terlihat bahwa tegangan keluaran integrator
sebanding dengan integral tegangan masukan.
Karena masukan integrator diberikan ke masukan
inverting op-amp, maka keluaran integrator
berbeda fase 180° terhadap masukan

51. Diferensiator
Diferensiator adalah untai yang keluarannya
sebanding dengan laju perubahan sinyal masukan

52. Diferensiator
 𝑖 𝐶 = 𝑖 𝑅
Atau 𝐶𝑖
𝑑 𝑣 𝑖(𝑑𝑡)
𝑑𝑡
= −
𝑣𝑜(𝑡)
𝑅 𝑓
maka 𝑣𝑜 𝑡 = −𝑅𝑓 𝐶𝑖
𝑑 𝑣𝑖(𝑡)
𝑑𝑡
Sehingga keluaran diferensiator sebanding dengan
derivatif masukan.
Untai diferensiator dapat distabilkan dengan
memasang resistor Ri yang seri terhadap kapasitor
Ci

53. Komparator
(rangkaian pembanding)
Pada umumnya penguat operasional digunakan
sebagai komparator untuk membandingkan
amplitudo suatu tegangan dengan amplitudo
tegangan yang lain.
 Komparator open loop
Bila tegangan pada input inverting (V1) lebih positif
dari pada input non inverting (V2), maka outputnya
akan sama dengan (-Vsat). Bila tegangan pada
input inverting (V1) lebih negatif dari pada input
non inverting (V2), maka outputnya akan sama
dengan (+Vsat).

54. Komparator
(rangkaian pembanding)

55. Komparator
(rangkaian pembanding)
 Komparator close loop
Jika V2=V1 ,maka Vo=0
Jika V2<V1 ,maka Vo<0
Jika V2>V1 ,maka Vo>0
 𝑉𝑜𝑢𝑡 = −
𝑅 𝑜1
𝑅 𝑖1
𝑉1 +
𝑅 𝑜2
𝑅 𝑖2+𝑅 𝑜2
𝑅 𝑖1+𝑅 𝑜1
𝑅 𝑖1
𝑉2

56. Komparator close loop
Jika Ro1= Ro2 = Ri1= Ri2; maka 𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉2 −
𝑉1
sehingga tegangan outputnya adalah:
 𝑉𝑜𝑢𝑡= −
𝑅 𝑜1
𝑅 𝑖1
(𝑉2−𝑉1)

57. Penyearah (Rectifier)
 Penyearah setengah gelombang

58. Penyearah (Rectifier)
 Penyearah Gelombang Penuh
 Penyearah dengan pembalik fasa

59. Penyearah (Rectifier)
 Penyearah Jembatan
Penyearah gelombang penuh dengan
jembatan dioda (dioda bridge). Pada dioda
bridge, hanya ada 2 dioda saja yang
menghantarkan arus untuk setiap siklus
tegangan AC sedangkan 2 dioda lainnya
bersifat sebagai isolator pada saat siklus
yang sama.

60. Penyearah Jembatan

61. TERIMA KASIH
Mudah – Mudahan Anda
Sukses