Salah satu fungsi utama transistor adalah sebagai penguat sinyal. Dalam hal ini transistor bisa dikonfigurasikan sebagai penguat tegangan, penguat arus maupun sebagai penguat daya.
Berdasarkan sistem pertanahan transistor (grounding) penguat transistor dibagi menjadi tiga jenis, yaitu :
1. Penguat Common Base (grounded-base)
Penguat Common Base adalah penguat yang kaki basis
transistor di groundkan, lalu input di masukkan ke emitor dan output
diambil pada kaki kolektor. Penguat Common Base mempunyai karakter
sebagai penguat tegangan.
Penguat Common Base
Penguat Common base mempunyai karakter sebagai berikut :
- Adanya isolasi yang tinggi dari output ke input sehingga meminimalkan efek umpan balik.
- Mempunyai impedansi input yang relatif tinggi sehingga cocok untuk penguat sinyal kecil (pre amplifier).
- Sering dipakai pada penguat frekuensi tinggi pada jalur VHF dan UHF.
- Bisa juga dipakai sebagai buffer atau penyangga.
2. Penguat Common Emitor
Penguat Common Emitor adalah penguat yang kaki
emitor transistor di groundkan, lalu input di masukkan ke basis dan
output diambil pada kaki kolektor. Penguat Common Emitor juga mempunyai
karakter sebagai penguat tegangan.
Penguat Common Emitor
Penguat Common Emitor mempunyai karakteristik sebagai berikut :
- Sinyal outputnya berbalik fasa 180 derajat terhadap sinyal input.
- Sangat mungkin terjadi osilasi karena adanya umpan balik positif,
sehingga sering dipasang umpan balik negatif untuk mencegahnya. - Sering dipakai pada penguat frekuensi rendah (terutama pada sinyal audio).
- Mempunyai stabilitas penguatan yang rendah karena bergantung pada kestabilan suhu dan bias transistor.
3. Penguat Common Collector
Penguat Common Collector adalah penguat yang kaki
kolektor transistor di groundkan, lalu input di masukkan ke basis dan
output diambil pada kaki emitor. Penguat Common Collector juga
mempunyai karakter sebagai penguat arus .
Penguat Common Collector
Penguat Common Collector mempunyai karakteristik sebagai berikut :
- Sinyal outputnya sefasa dengan sinyal input (jadi tidak membalik fasa seperti Common Emitor)
- Mempunyai penguatan tegangan sama dengan 1.
- Mempunyai penguatan arus samadengan HFE transistor.
- Cocok dipakai untuk penguat penyangga (buffer) karena mempunyai
impedansi input tinggi dan mempunyai impedansi output yang rendah.
Berdasarkan titik kerjanya penguat transistor ada tiga jenis, yaitu:
1. Penguat Kelas A
Penguat kelas A adalah penguat yang titik kerja efektifnya setengah
dari tagangan VCC penguat. Untuk bekerja penguat kelas A memerlukan bias
awal yang menyebabkan penguat dalam kondisi siap untuk menerima sinyal.
Karena hal ini maka penguat kelas A menjadi penguat dengan efisiensi
terendah namun dengan tingkat distorsi (cacat sinyal) terkecil.
Penguat Kelas A
Sistem bias penguat kelas A yang populer adalah sistem bias pembagi
tegangan dan sistem bias umpan balik kolektor. Melalui perhitungan
tegangan bias yang tepat maka kita akan mendapatkan titik kerja
transistor tepat pada setengah dari tegangan VCC penguat. Penguat kelas A
cocok dipakai pada penguat awal (pre amplifier) karena mempunyai
distorsi yang kecil.
Karakteristik :
- Efisiensi= 25%, 75% panas. Sehingga pada penguat kelas
A perlu ditambahkan pembuang panas seperti heatsink atau dengan
menambahkan resistor di kaki emitter. - Cocok digunakan untuk modulasi amplitude :AM, ASK, QAM.
- Lineritas paling bagus.
- Terjadi perbedaan fasa 180 derajat.
- Nilai penguatannya >0,7 dengan catatan gelombang
keluaran tidak boleh cacat. - Ketika tidak ada sinyal masukan, maka transistor akan
tetap mengkonsumsi arus listrik. - Sinyal keluarannya bekerja aktif
- Fidelitas yang tinggi.
- Bentuk sinyal keluarannya sama persis dengan input.
- Efisiensi yang rendah (25%-50%).
- Transistor selalu ON sehingga sebagian besar sumber
caru daya terbuang menjadi panas. - Transistor penguat kelas A perlu ditambah dengan
pendingin ekstra (misalnya heatsink yang lebih besar). - Cocok digunakan pada penguatan berdaya kecil.
Fungsi :
Penguat kelas A cocok digunakan pada penguat awal (pre
amplifier) karena mempunyai distorsi yangkecil. Pecinta audio percaya bahwa
penguat audio Kelas A memberikan mutu suara yang tinggi karena bekerja pada
kawasan linier dan lebih dan lebih menyukai menggunakan tabung elektron
ketimbang transistor.
2. Penguat Kelas B
Penguat kelas B adalah penguat yang bekerja berdasarkan tegangan bias
dari sinyal input yang masuk. Titik kerja penguat kelas B berada
dititik cut-off transistor. Dalam kondisi tidak ada sinyal input maka
penguat kelas B berada dalam kondisi OFF dan baru bekerja jika ada
sinyal input dengan level diatas 0.6Volt (batas tegangan bias
transistor).
Penguat kelas B mempunyai efisiensi yang tinggi karena baru bekerja
jika ada sinyal input. Namun karena ada batasan tegangan 0.6 Volt maka
penguat kelas B tidak bekerja jika level sinyal input dibawah 0.6 Volt.
Hal ini menyebabkan distorsi (cacat sinyal) yang disebut distorsi cross
over, yaitu cacat pada persimpangan sinyal sinus bagian atas dan bagian
bawah.
Karakteristik :
- Efisiensi lebih tinggi (50 - 70)%.
- Ada pemotongan sinyal maka penguat B dibuat B dibuat
"push pull" - Phush pull/transistor bekerja bergantian antara Q1
(NPN) dan Q2 (PNP). - Panas yang dihasilkan tidak terlalu besar.
- Adanya cacat silang (cros over).
- Tegangan power supply +, - dan ground.
- Titik kerja penguat kelas B berada dititik cut-off
transistor. - Batasan tegangan 0,6V
Penguat Kelas B push-pull
Penguat kelas B cocok dipakai pada penguat akhir sinyal audio karena
bekerja pada level tegangan yang relatif tinggi (diatas 1 Volt). Dalam
aplikasinya, penguat kelas B menggunakan sistem konfigusi push-pull
yang dibangun oleh dua transistor.
Fungsi :
Penguat kelas B cocok dipakai pada penguat akhir
sinyal audio karena bekerja pada level tegangan yang relatif tinggi (diatas 1
Volt). Dalam aplikasinya, penguat kelas B menggunakan sistem konfigusi
push-pull yang dibangun oleh dua transistor. Penguat Kelas B tunggal jarang
dipergunakan dalam praktik, meskipun dapat dimanfaatkan sebagai penguat daya
frekuensi radio (RF) yang tidak terlalu memperhatikan cacat yang timbul.
3. Penguat kelas AB
Penguat kelas AB merupakan penggabungan dari penguat kelas A dan
penguat kelas B. Penguat kelas AB diperoleh dengan sedikit menggeser
titik kerja transistor sehingga distorsi cross over dapat diminimalkan.
Titik kerja transistor tidak lagi di garis cut-off namun berada sedikit
diatasnya.
Penguat Kelas AB
Penguat kelas AB merupakan kompromi antar efisiensi dan fidelitas
penguat. Dalam aplikasinya penguat kelas AB banyak menjadi pilihan
sebagai penguat audio.
Karakteristik :
- Efisiensi (sekitar 50% - 75%) dengan memperhatikan
fidelitas sinyal keluaran. - Terjadi pelebaran sinyal pada kedua transistornya aktif
ketika saat transisi (gumming). - Titik kerja sedikit di atas daerah cut off.
- Phus pull/Transistor bekerja bergantian antara Q1 (NPN)
dan Q2 (PNP). - Panas yang dihasilkan tidak terlalu besar.
- Tidak terjadi cacat (cross over)
- Fidelitas tinggi.
- Tegangan Power supply +, - dan Ground.
Fungsi :
Penguat kelas AB merupakan kompromi antar efisiensi
dan fidelitas penguat. Dalam aplikasinya penguat kelas AB banyak menjadi
pilihan sebagai penguat audio.
4. Penguat kelas C
Penguat kelas C mirip dengan penguat kelas B, yaitu titik kerjanya
berada di daerah cut-off transistor. Bedanya adalah penguat kelas C
hanya perlu satu transistor untuk bekerja normal tidak seperti kelas B
yang harus menggunakan dua transistor (sistem push-pull). Hal ini karena
penguat kelas C khusus dipakai untuk menguatkan sinyal pada satu sisi
atau bahkan hanya puncak-puncak sinyal saja.
Penguat Kelas C
Penguat kelas C tidak memerlukan fidelitas, yang dibutuhkan adalah
frekuensi kerja sinyal sehingga tidak memperhatikan bentuk sinyal.
Penguat kelas C dipakai pada penguat frekuensi tinggi. Pada penguat
kelas C sering ditambahkan sebuah rangkaian resonator LC untuk membantu
kerja penguat. Penguat kelas C mempunyai efisiensi yang tinggi sampai
100 % namun dengan fidelitas yang rendah.
Karakteristik :
- Efisiensi = 85%, 15% panas.
- Linieritas paling jelek.
- Ada pemotongan sinyal >180 derajat.
- Hanya memerlukan satu Transistor.
- Bekerja aktif hanya pada fasa positif.
- Fidelitas lebih rendah dari kelas AB.
- Sering dipakai dalam rangkaian osilator pemancar.
- Bekerja di daerah aktif / linier.
Fungsi :
Penggunaan umum untuk penguat Kelas C ini adalah dalam
pemancar RF di situ cacat yang terjadi dapat sangat dikurangi dengan
menggunakan beban yang ditala pada frekuensi tertentu.
