Post on 21-Aug-2015
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
BAB IX
PENGUAT
UMPAN-BALIK NEGATIF
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Pendahuluan
• Sifat UBN antara lain:• 1. Mengurangi kesensitifan gain terhadap parameter-parameter
komponen rangkaian.• 2. Mengurangi distorsi non-linear.• 3. Mengendalikan impedansi input atau pun output (menaikkan atau
menurunkan).• 4. Memperlebar bandwidth.
• Kekurangan UBN:• 1. Terdapat (open-loop) gain yang tidak terpakai.• 2. Bertambahnya komponen rangkaian.
• Untuk contoh kasus, silakan baca Sedra-Smith.
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Bangun Dasar UBN
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Bangun Dasar UBN (lanjutan)
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Bangun Dasar Penguat A
Penguat A dapat dibangun dengan menggunakan Op-Amp
atau meng-kaskade/kaskode penguat dasar.
A
CE
+
+-
-
CB
+
--
+
CC
+
--
+
CS
+
+-
-
CG
+
--
+
CD
+
--
+
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Bangun Dasar Penguat A (lanjutan)
Differential CE
+
+-
-
Differential CB
+
--
+
Differential CC
+
--
+
Differential CS
+
+-
-
Differential CG
+ +
- -Differential CD
+ +
- -
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Topologi 1: Penguat Tegangan
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Topologi 1: Penguat Tegangan (lanjutan)
1
2
s
o
Z
Z1
V
VfA
Z: Impedansi, bentuk lebih luas dari
resistansi.
Z2Z1
Vo
Vs
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Topologi 2: Penguat Arus
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Topologi 2: Penguat Arus (lanjutan)
AA
I
IA
s
of
1 )1( A
R
I
VR i
s
iif
)1( ARR oof
Io
Is1
2
s
o
ZZ
1I
IfA
Z: Impedansi, bentuk lebih luas dari
resistansi.
Z1
Z2
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Topologi 3: Penguat Transkonduktansi
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Topologi 3: Penguat Transkonduktansi (lanjutan)
AA
V
IA
s
of
1
)1( ARI
VR i
i
sif )1( ARR oof
Z
1
V
I
s
o fA
Z: Impedansi, bentuk lebih luas dari
resistansi.
IoVs
Z
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Topologi 4: Penguat Transimpedansi
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Topologi 4: Penguat Transimpedansi (lanjutan)
VoIs
Z
ZI
V
s
o fA
Z: Impedansi, bentuk lebih luas dari
resistansi.
Kesimpulan: Topologi disesuaikan dengan sinyal input/output
Input:
A. Tegangan; butuh Rin sebesar mungkin sehingga dipilih Series-Mixing.
B. Arus, butuh Rin sekecil mungkin sehingga dipilih Shunt-Mixing
Output:
A. Tegangan; butuh Rout sekecil mungkin sehingga dipilih Shunt (voltage – Sampling).
B. Arus; butuh Rout sebesar mungkin sehingga dipilih Series (current – Sampling).
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Menghitung Loop Gain Ab
• Besar loop gain perlu diketahui untuk memprediksi kestabilan dan bandwidth penguat UBN. Menghitung Loop Gain Ab dapat dilakukan dengan dua cara:
• 1. Menghitung open-loop gain A dan faktor UBN b secara terpisah, lalu mengalikan keduanya. Pada kasus ini pengaruh pembebanan rangkaian umpanbalik b terhadap penguat A harus diperhitungkan.
• 2. Menghitung langsung hasil kali Ab. Pada kasus ini loop diputus di titik tertentu dan pada titik tersebut diletakkan sumber sinyal bebas. Dampak sinyal bebas tersebut diamati dan hasilnya menunjukkan loop gain Ab.
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Loop Gain Ab 1: Penguat Tegangan
Z2Z1
Vo
Vs
Z2Z1
Vo
Z1
Z2
21
1
o
f
ZZ
Z
V
V
Vf
s
o
V
VA
Ro
Ri
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Loop Gain Ab 1: Penguat Arus
Io
Is
Z1
IoIf
Z1
Z2
Z2
Z1 Z2Ri
Ro
s
o
IIA
21
1
o
f
ZZZ
II
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Loop Gain Ab 1: Penguat Transkonduktansi
IoVs
Z Z
Ri Ros
o
VI
A
Z
VfIo
ZI
V
o
f
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Loop Gain Ab 1: Penguat Transimpedansi
VoIs
Z Z
Ri Ro
s
o
I
VA
ZIf Vo
Z
1
V
I
o
f
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Contoh Ab 1: Penguat Arus
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Contoh Ab 1: Penguat Arus (lanjutan)
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Contoh Ab 1: Penguat Arus (lanjutan)
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Contoh Ab 1: Penguat Arus (lanjutan)
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Loop Gain Ab 2
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Loop Gain Ab 2: Contoh 1
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Loop Gain Ab 2 (lanjutan)
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Loop Gain Ab 2: OC
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Loop Gain Ab 2: SC
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Contoh UBN 1
- ++ -
+- +
-
mnCox= 20mA/V2
|Vt|= 1V
|VA|= 100V
A. Topologi umpanbalik?
B. Bila loop gain sangat besar, berapa nilai penguatan?
C. Coba cari nilai tepat Io/Vs.
Laboratoria Sistem Elektronika STTTelkom
Contoh UBN 2