Penguat Emitor Sekutu (Common Emitor Amplifier) Oleh : Danny Kurnianto, ST.,M.Eng ST3 Telkom Purwokerto

Pembalikan Fasa Gambar 1 dibawah ini memperlihatkan penguat common emitor, yang berarti bahwa emitor terletak pada tanah ac, tp tidak pada tanah dc. Bila ada sinyal kecil sinusoida yang digandengkan ke basis, karena ada Beta, maka arus kolektor berbentuk sinyal sinusoida yang diperkuat dengan frekuensi yang sama. Arus kolektor sinusoida ini mengalir melewati tahanan kolektor dan menghasilkan tegangan keluaran yang diperkuat.

Gambar 1 Tegangan keluaran berayun sinusoida ke bawah dan ke atas tegangan tenang. Perhatikan bahwa tegangan keluar ac terbalik terhadap tegangan masuk ac.

Selama setengah siklus positif sinyal masukan, arus basis naik dan hal ini mengakibatkan arus kolektor juga naik diperkuat. Ini menimbulkan penurunan tegangan yang lebih besar melintas tahanan kolektor sehingga tegangan kolektor turun dan kita memperoleh setengah siklus negatif yang pertama pada tegangan keluaran. Sebaliknya, pada setengah siklus negatif sinyal masukan, arus kolektor menurun dan mengakibatkan penurunan tegangan melintas tahanan kolektro berkurang, dengan demikian, tegangan kolektor tanah naik dan kita memperoleh setengah siklus positif pada tegangan keluaran. Hal ini akan lebih mudah dipahami dengan melalui sudut pandang garis beban.

Gambar 2

Gambar diatas memperlihatkan garis beban ac dan titik Q Gambar diatas memperlihatkan garis beban ac dan titik Q. Tegangan masuk ac menghasilkan perubahan ac pada arus basis dan hal mengakibatkan pula perubahan arus kolektor di sekitar titik Q. Perubahan arus kolektor ini menyebabkan perubahan tegangan VCE yang berayun dari puncak ke puncak dengan sinyal diperkuat.

Bati Tegangan Bati tegangan sebuah penguat adalah perbandingan tegangan keluar ac dengan tegangan masuk ac. Persamaannya adalah sebagai berikut : ………………..(1) Untuk mencari bati tegangan pada rangkaian Gambar 1 diatas, maka gantilah rangkaiannya dengan rangkaian ekivalen ac, seperti pada Gambar 3 dibawah ini

Gambar 3. Dari gambar 3, bisa dilihat bahwa tegangan Vin pararel dengan R1, R2 dan dioda emitor, sehingga tegangan Vin langsung muncul pada dioda emitor. Sehingga rangkain ekivalen ac nya menjadi lebih sederhana seperti yg ditunjukkan pada Gambar 4.

Karena ie nilainya mendekati ic maka Gambar 4. Arus emitor (ie) : ………………………(2) Karena ie nilainya mendekati ic maka

Tegangan keluaran vout = …………………(3) tanda kurang (-) disini digunakan untuk menunjukkan pembalikan fasa. Subitusikan pers(2) ke persamaan (3) maka didapat …………………(4) Sehingga bati tegangan menjadi : ………………(5)

Impedansi Masuk dan Keluar Impedansi masuk sebuah penguat menentukan besarnya arus sumber ac yang mengalir ke penguat, semakin sedikit arus yang mengalir maka itu semakin baik. ………………..(6) Untuk lebih jelasnya, lihat gambar 5 dibawah ini

Impedansi masuk basis adalah ………………..(7) Gambar 5 Impedansi masuk basis adalah ………………..(7)

Karena vin = Jika Sehingga Jadi, persamaan impedansi masuk basis menjadi lebih sederhana …………….(8)

Perlu diingat bahwa impedansi masuk basis tidak memandang tahanan R1 dan R2. Untuk memperjelas, gambar 5 disederhanakan menjadi rangkaian pada gambar 6 dibawah ini Gambar 6

Dari gambar 6 dapat dilihat bahwa impedansu masukan Zin adalah …………….(9)

Impedansi keluaran Sekarang kita melihat impedansi keluaran (zout), tp sebelumnya rangkaian pada gambar 6 disederhanakan lebih dulu dengan mencari tegangan thevenin bagi keluarannya. Gambar 7

Tegangan thevenin yang yang muncul pada keluaran adalah Vout = A Vin ……………(10) Impedansi keluaran adalah Zout = RC ……………….(11)

Contoh 1. Pada rangkaian penguat emitor ditanahkan seperti pada gambar dibawah ini, diketahui sinyal masuk ac mempunyai harga puncak 1 mV dan arus emitor dc (IE) = 1,1 mA. Berapa nilai puncak tegangan keluar ac? Gambar 8

Jawab : tegangan keluaran ac adalah Jadi harus dicari dulu bari tegangan (A), dengan mencari re’ lebih dulu. Bati tegangan (A) adalah

Sehingga tegangan keluar ac adalah 2 Sehingga tegangan keluar ac adalah 2. Pada gambar 9 dibawah ini memperlihatkan penguat emiter ditanahkan yang telah dianalisa sebagian pada contoh 1 diatas. Jika Beta sebesar 150, berapa tegangan keluar ac?

Gambar 9 Jawab : ada yang baru pada rangkaian gambar 9 diatas, yaitu adanya tahanan sumber sebesar 1 k Ohm dan pada sisi keluaran ada tahanan beban 1.5 k Ohm.

Mula-mula hitung impedansi masuk basis = Selanjutnya hitung impedanis masukannya = Bati tegangan tanpa beban yg telah ditentukan pada contoh 1 adalah -159. Maka rangkaian bisa disederhanakan menjadi seperti pada Gambar 10 dibawah ini

Gambar 10 Sekarang terlihat ada dua pembagi tegangan, pembagi tegangan masuk mengurangi sinyal tegangn pada basis (Vin) sebesar

Tegangan keluar thevenin adalah Tegangan in adalah keluaran tanpa beban. Keluaran yang sebenarnya adalah tegangan yang muncul melintas tahanan 1.5 k Ohm Ini berarti bahwa keluaran mempunyai tegangan puncak 25 mV.