PENGUAT TRANSISTOR

(TRANSISTOR AMPLIFIER)

14.1 Pendahuluan

(a)

(c)

(b)Gambar 14.1 (a), (b) dan (c). Berbagai macam penguat transistor (transistor

amplifier).

Pada prinsipnya terdapat sebuah peraturan dasar (fundamental rule) di

bidang fisika yang menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan (created)

maupun dimusnahkan (destroyed). Peraturan dasar (fundamental rule) tersebut

dinyatakan sebagai hukum kekekalan energi (law of energy conservation) dan

telah menjadi konsep berpikir (mind concept) seluruh insinyur. Hukum kekekalan

energi (law of energy conservation) tersebut tentunya akan membuat kita sedikit

lebih berpikir mengenai sebuah penguat (amplifier). Penguat-penguat yang

tersusun di dalam rangkaian elektronika akan memberikan sinyal keluaran (output

signal) yang lebih besar dari sinyal masukannya (input signal) dan hal tersebut

tentunya sangat berbeda dengan hukum kekekalan energi yang secara matematis

25

menyatakan bahwa besarnya sinyal keluaran (output signal) adalah sama besar

dengan sinyal masukannya (input signal) karena tidak ada energi yang diciptakan

(created) maupun energi yang dimusnahkan (destroyed).

Pada dasarnya hukum kekekalan energi (law of energy conservation) tersebut

tidak bertentangan dengan prinsip kerja sebuah penguat (amplifier). Rangkaian-

rangkaian penguat (amplifier circuit) tersebut akan mengendalikan sejumlah besar

arus listrik dengan hanya menggunakan sejumlah kecil arus listrik. Hal tersebut

dapat dipahami dengan melihat kembali prinsip kerja transistor yang terdapat pada

bab sebelumnya, yaitu sejumlah kecil arus yang terdapat pada basis mampu untuk

mengalirkan arus yang besar dari kolektor menuju beban.

Pada dasarnya banyak sekali jenis penguat (amplifier) yang dapat kita

peroleh di pasaran seperti yang terlihat pada gambar 14.1 di atas ini, namun pada

bab ini kita akan membatasi pembahasan kita hanya pada penguat-penguat

transistor atau transistor amplifier. Penguat-penguat transistor tersebut

menggunakan transistor sebagai kekuatan utama (main power) dalam melakukan

pembesaran amplitudo sinyal-sinyal masukan (input signal) sehingga diperoleh

sinyal-sinyal keluaran (output signal) yang memiliki nilai amplitudo lebih besar

dari sinyal masukannya. Transistor-transistor tersebut disusun dengan berbagai

resistor, kapasitor maupun induktor sehingga sesuai dengan aplikasi dari

rangkaian penguat yang akan digunakan.

14.1.1 Klasifikasi PenguatPada prinsipnya penguat-penguat transistor (transistor amplifier) dapat

dikelompokan ke dalam 3 (tiga) bagian berdasarkan susunan basis, kolektor dan

emiternya, yaitu:

1. Penguat basis bersama (common-base).

2. Penguat emitter bersama (common-emitter).

3. Penguat kolektor bersama (common-collector).

14.1.2 Karakterisitik PenguatPada prinsipnya sebuah penguat (amplifier) memiliki kemampuan untuk

meningkatkan (amplify) besarnya nilai sebuah sinyal masukan (input signal)

26

sehingga nilai sinyal keluaran (output signal) bernilai lebih besar dari sinyal

masukan tersebut. Perbandingan antara sinyal keluaran (output signal) dan sinyal

masukan (input signal) tersebut dinyatakan sebagai besarnya nilai penguatan

(gain) yang dapat diperoleh dari suatu penguat (amplifier) dan disimbolkan

dengan A .

Pada dasarnya penguat-penguat elektronik (electronic amplifier) dapat

bekerja secara berbeda terhadap sinyal-sinyal masukan (input signal) AC

(alternating current) dan DC (direct current). Pada sinyal-sinyal masukan AC

(alternating current) tersebut penguat-penguat elektronik akan meningkatkan

besaran sinyal masukan (input signal) secara dinamis, yaitu penguatan (amplify)

dilakukan sesuai dengan nilai sinyal masukan AC yang berubah-ubah terhadap

waktu. Pada sinyal-sinyal masukan DC (direct current) tersebut penguat-penguat

elektronik akan meningkatkan besaran sinyal masukan (input signal) secara statis,

yaitu nilai penguatan (gain) yang diperoleh akan bernilai konstan. Oleh karena itu

diperlukan pengetahuan dasar mengenai sinyal masukan (input signal) yang akan

diberikan ke penguat-penguat transistor, yaitu AC (alternating current) atau DC

(direct current).

Pada prinsipnya ada 3 (tiga) nilai penguatan umum yang sebaiknya diketahui

dari sebuah penguat transistor, yaitu:

1. Penguatan tegangan (voltage gain).

2. Penguatan arus (current gain).

3. Penguatan daya (power gain).

Masing-masing nilai penguatan tersebut memiliki formula yang berbeda

antara satu dan lainnya serta antara penguat-penguat transistor yang bekerja untuk

sinyal-sinyal AC (alternating current) atau DC (direct current). Berikut ini adalah

tabel formula-formula tersebut:

Tabel 14.1 Formula untuk penguatan AC (alternating current) dan DC (direct

current).

AC (alternating current) DC (direct current)

27

( )input

output

VV

voltagegainAC∆

∆= ( )

input

output

VV

voltagegainDC =

( )input

output

II

currentgainAC∆

∆= ( )

input

output

II

currentgainDC =

( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )IV

inputinput

outputoutput AAIVIV

powerAC =∆∆∆∆

=input

output

PP

powerDC =

Pada saat diimplementasikan penguat-penguat transistor tersebut dapat

beroperasi secara tunggal (single amplifier) atau bertingkat (multiple amplifier).

Penguat-penguat transistor yang beroperasi secara tunggal tersebut beroperasi

secara sendiri sehingga nilai penguatannya (gain) adalah nilai penguatan yang

terdapat pada penguat transistor itu sendiri, sedangkan penguat-penguat transistor

bertingkat (multiple amplifier) adalah penguat-penguat transistor yang disusun

secara bertingkat antara satu penguat dengan penguat lainnya sehingga nilai

penguatan yang terdapat pada penguat bertingkat tersebut adalah sebuah nilai

penguatan menyeluruh (overall gains) yang terdiri atas perkalian antara nilai

masing-masing penguat transistor itu sendiri (individual gains). Penguat-penguat

transistor tersebut, baik penguat tunggal (single amplifier) maupun penguat

bertingkat (multiple amplifier), banyak diaplikasi pada berbagai peralatan

elektronika, yaitu salah satunya adalah aplikasi penguat audio (audio amplifier).

Pada aplikasi penguat audio tersebut penguat-penguat transistor akan melakukan

penguatan (amplify) terhadap sinyal-sinyal suara yang merupakan sebuah sinyal

yang tersusun atas kombinasi kompleks dari gelombang-gelombang sinus (sine

wave) pada rentang frekuensi Hz20 hingga Hz000.20 . Gelombang-gelombang

suara tersebut diubah menjadi sinyal-sinyal elektrik oleh sebuah transduser yang

disebut dengan mikrofon dan untuk mengubah kembali sinyal-sinyal elektrik

tersebut menjadi gelombang suara maka diperlukan sebuah loudspeaker. Sinyal-

sinyal elektrik yang telah diubah mikrofon tersebut umumnya memiliki nilai yang

tidak terlalu besar sehingga tidak dapat mengoperasikan loudspeaker pada

hubungan langsung (direct connection) dengan loudspeaker dan fungsi dari

penguat-penguat transistor pada aplikasi penguat audio adalah untuk

meningkatkan besaran sinyal-sinyal elektrik sehingga dapat mengoperasikan

28

loudspeaker.

(a) (b)Gambar 14.2 (a) dan (b). Berbagai penguat audio (audio amplifier).

Pada prinsipnya bila kita ingin merancang sebuah rangkaian penguat

transistor untuk kebutuhan aplikasi tertentu maka ada suatu hal yang harus kita

tentukan terlebih dahulu, yaitu garis beban (load line) seperti terlihat pada gambar

14.3 di bawah ini. Garis beban pada transistor tersebut merupakan sebuah kurva

karakteristik kolektor (collector characteristic curves) yang disusun atas

hubungan antara keadan putus (cutoff point) pada transistor dan keadaan jenuhnya

(saturation point). Secara grafis garis beban (load line) tersebut menerangkan

kepada kita bahwa di bawah garis beban adalah daerah yang ideal untuk keadaan

transistor terputus (cutoff), yaitu di saat 0=CI dan CCCE VV = , sedangkan di atas

garis beban adalah daerah yang ideal untuk transistor menjadi jenuh (saturation),

yaitu saat ( )satCC II = dan ( )satCECE VV = , di antara daerah putus (cutoff region) dan

daerah jenuh (saturation region) tersebut merupakan daerah aktif (active region)

untuk pengoperasian transistor. Garis beban (load line) pada transistor tersebut

akan memberitahu kepada kita mengenai berbagai hal yang harus

dipertimbangkan saat melakukan perancangan, yaitu seperti nilai tahanan beban

(load resistance) yang tepat, nilai-nilai prategangan (bias value) dan masih

banyak lainnya.

29

Gambar 14.3 Kurva garis beban (load line) pada suatu transistor.

14.2 Rangkaian Penguat TransistorPada bagian berikut akan dibahas rangkaian dasar penguat transistor, yaitu:

1. Penguat basis bersama (common-base).

2. Penguat emiter bersama (common-emitter).

3. Penguat kolektor bersama (common-collector).

14.3 Penguat Basis Bersama (Common-Base)Pada prinsipnya rangkaian penguat basis bersama (common-base) memiliki

konfigurasi yang lebih kompleks dari rangkaian penguat emiter bersama

(common-emitter) dan kolektor bersama (common-collector). Rangkaian penguat

jenis ini disebut sebagai rangkaian penguat basis bersama (common-base) karena

susunannya yang meletakan terminal basis sebagai sebuah titik hubungan bersama

(common connection point) seperti yang terlihat pada gambar 14.4 di bawah ini.Pada prinsipnya ada beberapa hal yang harus diperhatikan pada penguat

transistor dengan susunan basis bersama (common-base). Pada susunan rangkaian

30

Gambar 14.4 (a).Susunan basis bersama

(common-base connection).

Gambar 14.4 (b).Konfigurasi susunan

basis bersama (common-base

connection)

Gambar 14.4 (c).Aliran pada susunan

basis bersama (common-base

connection)

basis bersama (common-base) tersebut

terlihat bahwa terminal masukan (input

point) terletak pada emiter sehingga

sumber sinyal masukan (input signal

source) pada rangkaian basis bersama

adalah sinyal yang membawa arus

emiter. Arus emiter pada transistor

memiliki nilai yang lebih besar dari

arus basis dan kolektor sehingga pada

rangkaian basis bersama (common

base) tersebut penguatan arus memiliki

nilai yang kecil, yaitu kurang dari 1

(satu). Nilai penguatan arus yang kecil

tersebut menyebabkan rangkaian

penguat basis bersama (common base)

tidak sesuai digunakan pada aplikasi

rangkaian penguat arus (current

amplifier). Nilai penguatan arus yang

bernilai kurang dari 1 (satu) tersebut

diperoleh dari perbandingan antara arus

keluaran (output current) yang kecil

dan arus masukan (input current) yang

besar nilainya.

Pada dasarnya nilai penguatan arus (current gain) pada rangkaian basis yang

nilainya kecil tersebut menyebabkan rangkaian penguat basis (common base)

tidak sesuai digunakan pada rangkaian penguat arus, tetapi rangkaian penguat

31

basis tersebut dapat digunakan sebagai rangkaian penguat tegangan (voltage

amplifier). Nilai penguatan tegangan (voltage gain) yang terdapat pada rangkaian

basis bersama (common base) tersebut tergantung terhadap perubahan nilai

tahanan internal yang berada di antara basis dan emiter. Tahanan internal yang

berada di antara basis dan emiter tersebut nilainya akan berubah sesuai dengan

perubahan yang terjadi pada arus emiter.

Gambar 14.5 (a).Rangkaian penguat basis bersama (common-base amplifier)

Gambar 14.5 (b).Rangkaian ekivalen

AC (alternating current)

Perhatikan gambar 14.5 di atas ini.

Pada gambar tersebut terlihat bahwa

terminal basis digunakan sebagai

terminal bersama (common terminal)

dan terhubung ke ground oleh kapasitor

2C . Pada rangkaian tersebut sinyal

masukan (input signal) diberikan

melalui terminal kolektor dengan

menggandeng emiter secara kapasitif ke

sumber sinyal (signal source). Pada

susunan basis bersama (common base)

tersebut terjadi sebuah pengutan

32

tegangan (voltage gain) dari terminal

emiter ke kolektor yang besarnya

adalah sebagai berikut

Gambar 14.5 (c).Penguatan tegangan (voltage gain) pada penguat basis-bersama

(common-base amplifier)

( )coutein VVVV == , :

( ) ( )Eec

ce

Eec

cc

e

c

in

outv RrI

RIRrI

RIVV

VV

A||'||'

≅===

Jika eE rR '> > , maka:

e

cv r

RA

'=

LCc RRR ||=

Pada susunan basis bersama (common base) tersebut tidak terjadi pembalikan

fasa (phase inversion) dari emiter ke kolektor. Nilai tahanan masukan (input

resistance) pada rangkaian basis bersama (common base) tersebut adalah sebagai

berikut:

( )( )

c

Eee

e

e

in

inemitterin I

RrIIV

IV

R||'

===

Jika eE rR '> > , maka:

ER secara signifikan bernilai lebih besar dari pada er ' , dengan begitu kita

33

dapat mengasumsikan bahwa nilai eEe rRr "||' ≅ .

Pada rangkaian basis bersama tersebut tahanan er ' terhubung secara paralel

dengan CR sehingga menyebabkan nilai tahanan keluaran (output resistance)

adalah mendekati nilai tahanan kolektor CR .

Cout RR ≅

Pada rangkaian basis bersama (common base) tersebut nilai penguatan arus

(current gain) adalah mendekati 1 (satu), yaitu 1≅iA . Nilai penguatan arus yang

mendekati 1 (satu) tersebut menyebabkan nilai penguatan daya (power gain)

adalah mendekati nilai penguatan tegangan, yaitu:

viP AAA =

vp AA ≅

14.4 Penguat Emiter Bersama (Common-Emitter)Pada prinsipnya proses analisa dari sebuah rangkaian penguat transistor

(transistor amplifier) dapat dikelompokan ke dalam 2 (dua) bagian analisis, yaitu:

1. Analisis DC (direct current analysis).

2. Analisis AC (alternating current analysis).

Analisis DC (direct current analysis) sebuah penguat transistor (transistor

amplifier) dapat dilakukan dengan melepaskan hubungan kapasitor dengan

penguat transistor. Hubungan antara kapasitor dan penguat transistor dapat

dianggap sebagai hubungan terputus (open connection) sehingga analisis DC tidak

mengikutsertakan perhitungan-perhitungan kapasitor pada proses analisa penguat

transistor.

Analisis AC (alternating current analysis) sebuah penguat transistor

(transistor amplifier) mengikutsertakan perhitungan-perhitungan kapasitor dalam

proses analisa penguat transistor. Hubungan kapasitor pada rangkaian penguat

transistor dianggap sebagai hubungan tertutup (closed connection) karena sifat

kapasitor yang beroperasi sesuai dengan arus bolak-balik (alternating current),

yaitu mengisi (charge) dan melepaskan (uncharged).

Pada prinsipnya sebuah penguat emiter bersama (common-emitter amplifier)

34

memiliki nilai penguatan tegangan yang tinggi (high voltage gain) dan penguatan

arus yang tinggi (high current gain).

Gambar 14.6. Rangkaian penguat emiter bersama (common-emitter amplifier)

Perhatikan gambar 14.6 di bawah ini. Pada gambar tersebut terlihat sebuah

rangkaian penguat emiter bersama (common-emitter amplifier) yang digandeng

dengan pembagi tegangan (voltage divider) sebagai sumber prategangan

rangkaian penguat emiter bersama. Rangkaian penguat emiter bersama (common-

emitter amplifier) digandeng dengan kapasitor 1C dan 3C pada bagian masukan

(input) dan keluaran (output) serta 2C (kapasitor bypass) yang menghubungkan

langsung emiter ke ground. Kapasitor-kapasitor yang terdapat pada rangkaian

penguat emiter bersama (common-emitter amplifier) membuat kita harus

menganalisa rangkaian ke dalam analisis DC dan analisis AC. Rangkaian penguat

emiter bersama (common-emitter amplifier) akan menghasilkan sinyal keluaran

(output signal) yang memiliki fasa O180 dari sinyal masukan (input signal).

35

14.4.1 Analisis DCAnalisis DC dapat dilakukan dengan melepaskan hubungan antara kapasitor

dan rangkaian penguat emiter bersama (common-emitter amplifier). Pada analisis

DC, hubungan antara kapasitor dan rangkaian penguat seperti hubungan terbuka

(open connection). Rangkaian penguat emiter bersama (common-emitter

amplifier) yang tidak mengikutsertakan kapasitor akan membentuk sebuah

rangkaian baru yang disebut dengan rangkaian ekivalen DC seperti yang terlihat

pada gambar 14.7.

Gambar 14.7. Rangkaian ekivalen DC

Analisis DC pada rangkaian

ekivalen DC akan memberikan nilai

tahanan masukan DC (input

resistance) sebagai berikut:

( ) EDCbaseIN RR β=

Di mana:

( )baseINR = Tahanan masukan DC

(input resistance)

Dcβ = Nilai penguatan DC

ER = Tahanan emiter

( ) ( ) ( )Ω= 780200baseINR

( ) Ω= KR baseIN 156

Nilai ( )baseINR yang besarnya

hampir sepuluh kali lipat 2R

menyebabkan nilai ( )baseINR dapat

diabaikan, sehingga nilai tegangan

basis DC ( )BV pada rangkaian ekivalen DC adalah:

CCB VRR

RV

+

≅21

2

36

VKK

KVB 121040

10

Ω+Ω

Ω≅

VKKVB 12

5010

ΩΩ≅

VVB 1251

≅

VVB 4,2≅

Sehingga tegangan emiter ( )EV adalah:

BEBE VVV −=

VVVE 7,04,2 −=

VVE 7,1=

Sedangkan arus emiter ( )EI adalah:

E

EE R

VI =

Ω=

7807,1 VI E

mAI E 2,2=

Karena EC II ≅ , maka tegangan kolektor adalah:

CCCCC RIVV −=

( )( )Ω−= KmAVVC 22,212

VVVC 4,412 −=

VVC 6,7=

Sehingga tegangan kolektor emiter ( )CEV adalah:

ECCE VVV −=

VVVCE 7,16,7 −=

VVCE 9,5=

14.4.2 Analisis AC

37

Analisis AC dapat dilakukan tanpa melepaskan hubungan antara kapasitor

dan rangkaian penguat emiter bersama (common-emitter amplifier). Kapasitor

akan bekerja sesuai dengan tegangan AC (alternating current), yaitu mengisi

(charge) dan melepaskan (uncharged). Hubungan antara kapasitor dan rangkaian

penguat (amplifier) dianggap sebagai hubungan tertutup (closed connection),

yaitu kapasitor pada rangkaian penguat emiter bersama (common-emitter

amplifier) ditukar dengan hubung singkat karena Ω= 0CX pada frekuensi sinyal

masukan (input signal).

Gambar 14.8. Rangkaian ekivalen AC

Rangkaian ekivalen AC seperti

yang terlihat pada gambar 14.8 di

samping ini dapat diperoleh dengan

menukar sumber DC menjadi ground.

Sumber DC yang telah ditukar menjadi

ground menyebabkan tegangan AC

dapat beroperasi melintasi terminal-

terminal sumber ( )ACgroundVCC = .

Perhatikan gambar 14.9 dibawah ini. Pada gambar tersebut terlihat sebuah

sumber tegangan (voltage source) yang dihubungkan ke masukan rangkaian

ekivalen AC. Sumber tegangan (voltage source) yang dihubungkan ke masukan

rangkaian ekivalen AC harus melewati beberapa tahanan yang tersusun

sedemikian rupa, yaitu tahanan sumber (source resistance, iR ), tahanan

prategangan (bias resistance, 21 || RR ) dan tahanan masukan pada basis transistor

(input resistance, ( )baseinR ). Konfigurasi tahanan-tahanan tersebut menyebabkan

nilai tegangan sinyal yang sebenarnya (actual signal voltage) berbeda dengan

tegangan sumber (source voltage).

38

Gambar 14.9. Rangkaian ekivalen AC

dengan sebuah sumber tegangan

(voltage source)

Perhatikan gambar 14.10 di bawah

ini. Pada gambar tersebut terlihat

bahwa 1R , 2R dan ( )baseinR terhubung

secara paralel sehingga dapat

disederhanakan untuk mendapatkan

sebuah tahanan total seperti yang

terlihat pada gambar 14.11 di bawah

ini.

( ) ( )baseiztotin RRRR |||| 21=

Di mana:

( )totinR = Tahanan total paralel.

( )baseinR = Tahanan masukan basis

Gambar 14.11.(a). 1R , 2R dan ( )baseinR

berhubungan secara paralel

Perhatikan gambar 14.11 di

samping ini. Pada gambar tersebut

terlihat bahwa tegangan sumber

(source voltage, sV ) dibagi oleh

tahanan sumber (source resistance, sR )

dan tahanan total paralel ( )( )totinR

sehingga nilai tegangan sinyal (sinyal

voltage) pada basis transistor adalah:

( )

( )s

totins

totinb V

RRR

V

+

=

Di mana:

bV = Tegangan sinyal pada basis

(signal voltage)

sR = Tahanan sumber

(source resistance)

Gambar 14.11.(b). 1R , 2R dan ( )baseinR

yang telah disederhanakan

( )totinR = Tahanan total paralel

39

sV = Tegangan sumber (source voltage)

14.4.3 Tahanan Masukan (input resistance)

Gambar 14.12. Tahanan internal emiter

Tahanan masukan (input

resistance) yang dimaksud pada bagian

ini adalah tahanan masukan yang

berada pada basis atau disebut juga

dengan tahanan masukan basis. Secara

matematis tahanan masukan (input

resistance) dapat dinyatakan sebagai

berikut:

( )b

b

in

inbasein I

VIV

R ==

Di mana tegangan basis (base voltage) adalah:

eeb rIV '=

Secara garis besar nilai arus emiter adalah hampir sama dengan arus kolektor

( ,Ce II ≅ ), sehingga:

az

eb

II

β≅

( )ace

ee

b

bbasein I

rIIV

Rβ'

==

( ) eacbasein rR 'β=

14.4.4 Tahanan Keluaran (output resistance)Pada prinsipnya yang dimaksud dengan tahanan keluaran pada penguat

emiter bersama (common-emitter amplifier) adalah tahanan paralel antara tahanan

kolektor ( )CR dan tahanan kolektor ac ( )er ' , secara matematis tahanan keluaran

dinyatakan sebagai berikut:

Cout RR ≅

14.4.5 Penguatan Tegangan (voltage gain)

40

Gambar 14.13(a). Rangkaian dasar

pelemahan sinyal masukan

(attenuation) dan penguatan

keseluruhan (overall gain)

Gambar 14.13(b). Tegangan keluaran

(output voltage) pada rangkaian

Perhatikan gambar 14.13 di

samping ini. Pada gambar 14.13 terlihat

2 (dua) tegangan, yaitu tegangan

keluaran ac (output voltage) yang

dinyatakan dengan ( )cV dan tegangan

masukan ac (input voltage) yang

dinyatakan dengan ( )bV . Penguatan

tegangan dari sebuah penguat emiter

bersama (common-emitter) dinyatakan

sebagai perbandingan antara tegangan

keluaran ac (output voltage) dan

tegangan masukan, secara matematis

penguat tegangan (voltage gain)

dinyatakan sebagai berikut:

b

c

in

outV V

VVV

A ==

Di mana:

CeCeacc RIRIV ≅= α

Dan

eeb rIV '=

Maka substitusikan persamaan di

atas dan menghasilkan:

ee

CeV rI

RIA

'=

e

Cv r

RA

'=

Perhatikan kembali gambar 14.13

di samping ini. Pada gambar 14.13 (a)

terlihat bahwa tahanan basis terhubung

secara paralel dengan tahanan sumber

41

Gambar 14.13(c). Pelemahan sinyal

masukan (attenuation)

Gambar 14.13(d). Penguatan

keseluruhan (overall gain)

(source resistance). Hubungan paralel

antara tahanan basis dan tahanan

sumber menghasilkan sebuah tegangan

jatuh (drop voltage) pada kedua

tahanan, sehingga nilai tegangan

sumber (source voltage) adalah tidak

sama dengan tegangan yang melintas ke

basis. Penurunan nilai tegangan sumber

(source voltage) merupakan suatu

peristiwa pelemahan sinyal sumber

(attenuation) dan nilai pelemahan akan

mempengaruhi nilai penguatan dari

basis ke kolektor. Secara sederhana

hubungan antara pelemahan sinyal

sumber (attenuation) dan penguatan

dari basis ke kolektor adalah sebagai

berikut:

Penguatan keseluruhan = (Penguatan basis-kolektor) – Pelemahan sinyal

Jadi penguatan keseluruhan (overall gain) dapat diperoleh melalui penguatan

basis ke kolektor yang sudah dikurang pelemahan sinyal masukan (attenuation).

Nilai penguatan keseluruhan merupakan sebuah parameter yang harus diketahui

untuk menilai besarnya perbandingan antara tegangan masukan (input voltage)

dan tegangan keluaran (output voltage) seperti terlihat pada gambar 14.13(b).

Nilai pelemahan pada gambar 14.13(c) dapat dinyatakan sebagai berikut:

( )

( )totins

totin

s

b

RRR

VV

nattenuatiopelemahan+

==)(

Dan nilai penguatan keseluruhan (overall gain) dinyatakan sebagai berikut:

vs

bv A

VV

A

='

42

14.4.6 Efek Kapasitor dan PembebananPerhatikan gambar 14.14 di bawah ini. Pada gambar 14.14 terlihat bahwa

emiter dihubungkan langsung ke ground ac oleh kapasitor. Hubungan langsung ke

ground ac akan memberikan sebuah jalur singkat ke sinyal ac pada emiter dan

penguatan (gain) yang maksimum yaitu sebesar:

eC rR '

Gambar 14.14. Rangkaian penguat emiter (common-emitter)

43

Gambar 14.15. Rangkaian ekivalen ac

Perhatikan gambar 14.15 di

samping ini. Pada gambar 14.15 terlihat

gambar rangkaian gambar 14.14 yang

telah disederhanakan menjadi sebuah

rangkaian ekivalen ac. Rangkaian

ekivalen ac pada gambar 14.15

membantu kita untuk memahami

perbedaan nilai penguatan tegangan

antara menggunakan kapasitor dan

tidak menggunakan kapasitor sebagai

jalur hubungan langsung.Pada rangkaian penguat emiter bersama (common-emitter) yang tidak

menggunakan kapasitor sebagai jalur hubungan langsung antara emiter dan

ground ac akan memperoleh nilai penguatan tegangan (voltage gain) sebesar:

Ee

Cv Rr

RA

+=

'

Tentu nilai ER akan menurunkan nilai penguatan tegangan ac (voltage gain).

Perhatikan kembali gambar 14.14 di atas. Pada gambar 14.14 terlihat sebuah

tahanan beban (load resistance, LR ) yang dihubungkan ke kolektor oleh

kapasitor. Tahanan beban pada rangkaian gambar 14.14 akan memberikan efek

pada nilai keseluruhan tahanan kolektor, yaitu:

LC

LCc RR

RRR

+=

Sehingga nilai penguatan tegangan (voltage gain) yang diperoleh adalah:

e

cv r

RA

'=

14.2.3 Penguat Kolektor Bersama (Common-Collector)

Pada prinsipnya konfigurasi penguat kolektor bersama (common-collector)

memiliki perhitungan penguatan (gain calculation) yang lebih sederhana dari pada

rangkaian penguat transistor yang dibahas sebelumnya. Jenis penguat transistor ini

44

disebut sebagai penguat kolektor bersama (common-collector) karena kedua

sumber sinyal (signal source) dan beban (load) berbagi sambungan seperti sebuah

titik hubungan bersama (common-connection point). Susunan rangkaian penguat

kolektor (common-collector) akan membuat tahanan beban (load resistor)

menerima arus basis dan kolektor yang berhubungan seri dengan emiter.

Pada saat sebuah resistor dihubungkan di antara keloktor dan tegangan catu daya

(supply voltage) serta emitter (ground) maka sebuah peningkatan tegangan basis

akan menyebabkan peningkatan tegangan emiter, namun pada saat bersamaan

terjadi penurunan tegangan kolektor yang nilainya hampir sama dengan nilai

peningkatan tegangan emiter. Hubungan yang terjadi antara peningkatan tegangan

emiter dan penurunan tegangan kolektor disebut sebagai pembalik fasa beban

terbagi (split-load phase inverter) dan hubungan ini sangat berguna untuk

mengendalikan push-pull amplifier walaupun impedansi keluaran (output

impedance) pada 2 (dua) terminal adalah sama.

14.2.4 Penguat Darlington

45