Penguat daya Audio

Laporan Praktikum
Elektronika Fisika Dasar II
PENGUAT DAYA AUDIO
DISUSUN OLEH
:
NAMA
:
ARINI QURRATA A’YUN
NIM
:
H21114307
KELOMPOK
:
TIGA (III)
TANGGAL PRAKTIKUM :
3 MARET 2016
ASISTEN
MUH. NUR GAZALI YUNUS
:
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
2016
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Dalam Perindustrian alat alat dan rangkaian elektronika bukanlah sesuatu
yang aneh, pada ranah ini pun sering digunkan rangkaian elektronika yang
berfungsi sebagai penguat daya. Amplifier/ penguat sendiri dapat diklasifikasikan
menurut rentang frekuensi, metode pemasangan rangkaian, titik bias tempat alat
beroperasi, tegangan, arus, dan daya keluaran. Rangkaian yang menguatkan
rentang frekuensi yang luas disebut penguat gelombang lebar, sedangkan penguat
yang diatur untuk menguatkan gelombang frekuensi yang sempit disebut penguat
gelombang sempit. Untuk metode pemasangan beberapa yang paling umum ialah
pemasangan AC dimana semua komponen berfrekuensi rendah tidak diteruskan
ke rangkaian selanjutnya dan pemasangan DC dimana komponen berfrekuensi
rendah akan diteruskan ke rangkaian berikutnya [1] .
Secara umum amplifier atau penguat dapat diartikan sebagai rangkaian
yang berfungsi memperkuat signal tegangan dan arus yang masukan sehingga
menghasilkan keluaran yang bernilai lebih besar dari masukannya, dimana secara
teoritisnya besarnya daya keluaran akan sebanding dengan besarnya arus dan
tegangan keluaran. Dalam hal ini penguat daya yang akan dibahas adalah penguat
daya audio. Contohnya pengeras suara.
Dalam beberapa kondisi dalam industri perlu dilakuakn sesuatu dalam
reaksi terhadap sinyal tingkat rendah. Maka dibutuhkan daya dalam mengkonversi
sinyal tegangan ke dalam suatu output daya. Hal inilah yang diperoleh dalam
amplifier daya. Tak berbeda pula prinsip kerjanya untuk amplifier daya audio.
Prinsip kerja dari penguat ini tentunya berhubungan dengan adanya rangkaian
kapasitor Bootstrap dan hubungan Darlington.
Lebih jelasnya dalam kesempatan ini akan dibahas mengenai penguat daya
yang berrfungsi memperkuat signal masukan dan mengubah signal keluaran
menjadi audio (suara), atau dalam penerapanya dalam kehidupan sehari hari
dikenal sebagai spiker. Untuk lebih jelasnya akan dibahas pada bab II, penguat
daya audio.
I.2 Ruang Lingkup
Pada praktikum kali ini meliputi beberapa aspek tinjauan yaitu penguatan
tegangan pada rangkaian penguat daya audio yang memiliki hubungan dengan
hubungan Darlington dan kapasitor Bootstrap. Dimana untuk mengetahui
pengaruhnya rangkaian dibagi menjadi empat kondisi yaitu, rangkaian tanpa
kapasitor Bootstrap dan hubungan Darlington, rangkaian dengan kapasitor
Bootstrap tanpa hubungan Darlington, rangkaian dengan hubungan Darlington
tanpa kapasitor Bootstrap, dan rangkaian dengan hubungan Darlington dan
kapasitor Bootstrap. Selain itu aspek lainnya yang diamati adalah besarnya isyarat
masukan dan keluaran pada masing masing rangkaian.
I.3 Tujuan Percobaan
Setelah selesai melakukan eksperimen ini dan menyusun laporannya
diharapkan praktikan memiliki kemampuan-kemampuan berikut :
1.
Menguji suatu penguat daya audio yaitu mengamati bentuk isyarat
keluaran, mengukur hambatan masukan dan respon frekuensi.
2.
Mengatur arus sisa agar distorsi cross over tepat hilang.
3.
Mengukur daya keluaran maksimum dan daya masukan maksimum.
4.
Menunjukkan pengaruh hubungan Darlington pada transistor keluaran
pada daya maksimum.
5.
Menunjukkan pengaruh kapasitor Bootstrap terhadap penguatan (gain)
tegangan dan bentuk isyarat keluaran.
6.
Mengenal komponen-komponen yang digunakan dalam suatu penguatan
daya audio.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Definisi Amplifier/ Penguat
Amplifier/ penguat merupakan penerima sinyal dari beberapa peningkatan
transduser atau masukan lainnya dan beberapa sinya keluaran yang dibutuhkan
penguat lainnya. Sinyal masukan dari transduser biasanya kecil (beberapa milivolt
dari kaset atau CD masukan, atau beberapa mikrovolt dari antena) dan
memerlukan rangkaian penguatan untuk kemudian dapat menjalankan alat alat
elektronika seperti pengeras suara [2].
II.2 Penguat Daya Audio yang Digandeng Transformator
Apabila sebuah tahanan beban dihubungkan langsung pada rangkaian
keluaran dari tahapan daya, maka arus akan terus mengalir melalui tahanan ini.
Arus ini merupakan pengahamburan daya, karena tidak memberikan sumbangan
pada komponen sinyal AC dari daya. Pada umumnya tidak dianjurkan untuk
melewatkan komponen arus DC melalui alat keluaran, misalnya pada pengeras
suara. Oleh karena itu digunakan suatu sistem yang menggunakan transformator
seperti pada gambar II.2 . Walaupun rangkaian masukan juga memiliki
transformator, pembangkit ketahap daya dapat diumpan melalui suatu gandeng
RC [3].
Pengalihan daya yang lebih besar ke sebuah beban seperti pengeras suara
dengan impedansi komponen suara dari 5 Ω sampai 15 Ω, perlu digunakan suatu
transformator penyama keluaran. Ini merupakan akibat dari kenyataan bahwa
tahanan dalam alat munkin jauh lebih besar dari tahanan dalam pengeras suara,
sehingga sebagian besar daya hilang di dalam alat aktif [3].
Sinyal penyamaan impedansi dari transformator dapat dirumuskan sebagai
[3]:
Dimana
merupakan tegangan primer (sekunder),
arus primer (sekunder), dan
merupakan
banyaknya lilitan primer dan sekunder.
Gambar II.1 Sebuah tahapan keluaran transistor digandeng dengan
transformator
Terkhusus untuk praktikum kali ini rangkaian penguat audio dirangkai seperti
pada gambar II.3 [4].
Gambar II.2 Penguat daya audio
Dimana pada gambar diatas dapat dilihat bahwa [4] :
1.
dan
menyatakan tempat jumper dapat dipasang dan dilepas. Jika
dilepas maka kapasitor bootstarp
dipasang pada (a),
dan
seperti ini berlaku pula pada
dilepas dari rangkaian. Bila
bertindak sebagai transistor keluaran. Hal
, diman bila
ada pada 9b0 maka
dan
membentuk hubungan PNP-NPN.
2.
bersama VR (variable resistor),
dan
memberikan bias kategori
AB (projected cut off) pada transistor di depannya. Bila VR dibuat agar
mempunyai hambatan kecil atau nol maka resistor
saturasi dan
akan mendekati
. Pada keadaan ini transistor transistor keluaran akan
berada pada keadaan cut off, sehingga pada keadaan –q tidak ada arus
kolektor yang mengalir. Ini akan mengakibatkan terjadinya distorsi crossover pada isyarat keluaran.
3.
Transistor
membentuk penguat tegangan. Bila kapasitor bootstrap
dipasang maka nilai
akan tampak mempunyai hambatan efektif yang
tinggi untuk tegangan isyarat. Akibatnya penguatan tegangan
haruslah
mempunyai tegangan lebih tinggi bila bootstrap dipasang. Disamping itu
dengan adanya bootstrap diharuskan dihasilkan isyarat keluaran dengan
distorsi yang lebih kecil.
4.
5.
Resistor
membentuk feedback tegangan shunt (voltage shunt feedback0
bersama
.
Kapasitor kapasitor
dan
adalah kapasitor decoupling untuk
menghilangkan osilasi pada frekensi rendah
frekuensi tinggi oleh karena feedback positif lewat
dan osilasi pada
.
II.3 Besar Penguatan Daya
Besarnya daya untuk penguat audio merupakan rasio dari daya keluaran
dan daya masukan. Secara umum daya keluaran dapat dirumuskan sebagai [5] :
Dimana
adalah penguatan daya audio,
pengeras suara (daya keluaran), dan
merupakan daya sinyal pada
merupakan daya sinyal masukan pada
amplifier [5].
Penguatan daya audio dapat dikalkulasi dengan beberapa rumus,
berdasarkan faktor apa yang diketahui. Frekuensi merupakan faktor termudah
untuk menentukan besarnya penguatan daya dari resistansi masukan, besar
resistansi dan tegangan penguatan. Untuk melihatnya, dapat dirumuskan sebagai
[5]:
Untuk daya AC, tegangan dapat berbentuk
. Beban daya keluaran
dirumuskan sebagai :
Sedangkan untuk besarnya daya masukan :
Dengan mensubtitusikan persamaan (2.4) dan (2.5) kedalam persamaan
(2.2) maka akan didapatan daya penguatan :
(
)
(
)
Dimana
II.4 Kapasitor Bootstrap
Kapasitor Bootstrap brfungsi untuk menaikkkan tegangan, dalam beberapa
hal kapasitor ini juga dapat digunakan untuk frekuensi tinggi, tegangan tinggi, dan
efisiensi tinggi. Selantuknya dapat dibahas mengenai teknik jembatan Bootstrap.
Teknik ini biasanya digunakan pada rangkaian konversi daya. Dimana level
tegangan input menghalangi penggunaan rangkaian jembatan searah (direct-gate
drive circuit) untuk sisi tinggi chanel-N pada daya MOSFET atau IGBT. Untuk
rangkaian dari teknik ini dapar dilihat pada gambar II.3 [6]
Gambar II.3 Rangkain Bootstrap
Rangkaian Bootstrap juga berguna untuk menaikkan tegangan. Ketika
berada dibawah IC dengan tegangan masukan
kapasitor Bootstrap,
atau sambungan ke ground,
, muatan arus yang melewati kapasitor Bootstrap,
, dan dioda bootstrap,
, dari tegangan msukan
seperti yang
digambarkan pada rangkaian II.4 [6].
Gambar II.4 Kapasitor bootstrap pada Rangkaian Penguat Daya
II.5 Rangkaian Darlington
Amplifier merupakan rangkaian yang penting dalam teori dan barang
elektronik, kebanyakan barang elektronik baik yang berbasis analog, digital
ataupun pencampuran dari keduanya menggunkan amplifier. Pada gambar II.3
selanjutnya menunjukkan rangkaian Darlington yang biasa digunakan dalam
konfigurasi panguat. Rangkaian ini terdiri dari dua transistor bipolar pada kaki
kolektor-kaki emiter kemudian pengaplikasiannya pada penguatan sinyal kecil
rangkaian penguat daya [7].
Gambar II.5 Skema diagram dari rangkaian Darlington pada penguat daya
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
III.1 Waktu dan Tempat Percobaan
Praktikum penguatan daya audio ini dilakukan pada hari kamis, 3 Maret
2016, tepatnya pukul 08.00 WITA -10.30 WITA di Laboratorium Elektronika dan
Instrumentasi, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Universitas Hasanuddi, Makassar.
III.2 Alat dan Bahan
III.2.1 Alat Beserta Fungsinya
Berikut merupakan beberapa alat yang digunakan pada praktikum penguat
audio beserta fungsinya :
1.
Multimeter
Gambar III.1 Multimeter
Multimeter digunakan untuk mengukur besarnya arus dan tegangan pada
komponen komponen yang digunakan pada rangkaian penguat daya audio.
2.
Osiloskop
Gambar III.2 Osiloskop
Osiloskop digunakan untuk menampilkan bentuk gelombang masukan dan
keluaran yang dihasikan oleh rangkaian penguat daya audio.
3.
Signal Genertor
Gambar III.3 Signal Generator
Signal generator digunakan sebagai sumber frekuensi/sinyal yang
dimasukkan pada rangkaian penguat daya audio.
4.
Catu Daya
Gambar III.4 Catu Daya
Catu daya digunakan sebagai sumber tegangan rangkaian penguat daya
audio.
5.
Kabel Jumper
Gambar III.5 Kabel Jumper
Kabel ini digunakan sebagai penghubung antar komponen yang tersusun
pada papan rangkaian.
6.
Papan Rangkaian
Gambar III.6 Papan Rangkaian
Papan ini digunakan sebagai tempat merangkai komponen penguat daya
audio.
III.2.2 Bahan Besrta Fungsinya
Berikut beberapa bahan yang digunakan pada praktikum penguat daya
audio beserta fungsinya :
1.
Resistor
Gambar III.7 Resistor
Resistor ini digunakan sebagai sebagai salahsatu komponen penyusun
rangkaian penguat daya audio, dimana dalam hal ini berfungsi menghambat
arus pada rangkaian penguat daya audio..
2.
Potensiometer
Gambar III.8 Potensiometer
Potensiometer ini digunakan sebagai sebagai salahsatu komponen
penyusun rangkaian penguat daya audio, dimana dalam hal ini tahanan yang
diberikan sebesar 100 kΩ.
3.
Transistor NPN 108
Gambar III.9 Transistor NPN 108
Berfungsi untuk membentuk rangkaian penguat arus Darlington dengan
arus positif sebagai biasnya.
4.
Transistor PNP 179
Gambar III.10 Transistor PNP 179
Berfungsi untuk membentuk penguat PNP-NPN pada penguatan arus
negative sebagai biasnya.
5.
Kapasitor
Gambar III.11 Kapasitor
Kapasitor digunakan sebagai komponen untuk meningkatkan impedansi
dan meredam distorsi serta menaikkan tegangan (sebagai kapasitor bootstrap).
III.3 Prosedur Percobaan Penguat Daya Audio
III.3.1 Penguat Daya Audio Tanpa Kapasitor Bootstrap dan Rangkaian
Darlington
(a)
(b)
Gambar III. 12 (a) Sketsa rangkaian penguat daya audio (b) rangkaian
penguat daya audio
1.
Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam praktikum ini,
serta mengkalibrasi alat alat pengukuran yang akan digunakan seperti
osiloskop dan menghitung tegngan catu daya ayang akan digunakan.
2.
Merangkai komponen seperti pada gambar rangkaian III.12
3.
Melepaskan kapasitor bootstrap
dan
dari rangkaian. Begitu pula transistor
sehingga penguat daya audio menjadi penguat tanpa bootstrap
dan hubungan darlington pada keluarannya.
4.
Sebelum memasang
putar potensiometer
agar memiliki hambatan
seri 0 ohm. Memastikan besar hambatannya dengan menggunkan
multimeter.
5.
Menghubungkan catu daya melalu suatu meter arus DC yang dipasang seri
dengan catu daya. Menggunakan daerah ukur DC 10 mA. Menyalakan
catu daya dan memperhatikan besarnya arus yang mengalir. Bila arus
melampaui 10 mA, melepaskan catu daya. Bila arus yang dibaca
multimeter memiliki harga yang kecil yaitu lebih kecil dari 1 mA maka
lepaskan catu daya, melepaskan multimeter. Kemudian menghubungkan
rangkaian penguat daya langsung pada catu daya. Hal selanjutnya yang
dilakukan adalah mengukur beda tegangan antara kedua ujung
dimana
dari pengukuran ini dihitungarus kolektor pada
dan
6.
dan tegangan emitter terhadap
. Mengukur
terhadap ground.
Menyambungkan rangkaian dengan osiloskop. Chanel 1 osiloskop pada
titik in; probe merah. Dan chanel 2 pada titik out; probe merah. Dan probe
hitam dari kedua chanel di sambungkan pada ground.
7.
Menyambungkan Sinyal generator dengan rangkaian. Probe merah pada
titik in dan probe hitam di grounkan.
8.
Menyambungkan multimeter secara seri dengan catu daya untuk
mengukur arus
dan menyalakan catu daya. Memberi isyarat masukan
sinusoidal cukup kecil yaitu 0,02 V untuk setiap isyarat masukan
kemudian memperhatikan dan mencatat hasil keluarannya.
9.
Memperbesar isyarat masukan menjadi 0,2 V dan kembali mencatat besar
tegangan keluarannya. Isyarat keluaran akan tampak membesar.
10.
Mengulangi hal yang sama dengan memperbesar kembali isyarat masukan
hingga 1 V sehingga isyarat keluaran terpotong. Mengukur tegangan
puncak ke puncak pada waktu terpotong dan membandingkannya dengan
.
11.
Menuliskan data yang didapatkan pada tabel data hasil percobaan.
III.3.2 Penguat Daya Audio dengan Kapasitor Bootstrap Tanpa Rangkaian
Darlington
1.
Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam praktikum ini,
serta mengkalibrasi alat alat pengukuran yang akan digunakan seperti
osiloskop dan menghitung tegngan catu daya ayang akan digunakan.
2.
Merangkai komponen seperti pada gambar rangkaian III.12.
3.
Menghubungkan kapasitor bootstrap
, tanpa menghubungkan rangkaian
ke rangkaian darlington.
4.
Memberi isyarat masukan sinusoidal cukup kecil yaitu 0,02 V untuk setiap
isyarat
masukan
kemudian
memperhatikan
dan
mencatat
hasil
keluarannya.
5.
Memperbesar isyarat masukan menjadi 0,2 V dan kembali mencatat besar
tegangan keluarannya. Isyarat keluaran akan tampak membesar.
6.
Mengulangi hal yang sama dengan memperbesar kembali isyarat masukan
hingga 1 V sehingga isyarat keluaran terpotong. Mengukur tegangan
puncak ke puncak pada waktu terpotong dan membandingkannya dengan
.
7.
Menuliskan data hasil pengamatan pada table yang tersedia.
III.3.3 Penguat Daya Audio dengan Rangkaian Darlington Tanpa Kapasitor
Bootstrap
1.
Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam praktikum ini,
serta mengkalibrasi alat alat pengukuran yang akan digunakan seperti
osiloskop dan menghitung tegngan catu daya ayang akan digunakan.
2.
Merangkai komponen seperti pada gambar rangkaian III.12.
3.
Melepaskan kapasitor bootstrap
, kemudian menghubungkan rangkaian
ke rangkaian darlington.
4.
Memberi isyarat masukan sinusoidal cukup kecil yaitu 0,02 V untuk setiap
isyarat
masukan
kemudian
memperhatikan
dan
mencatat
hasil
keluarannya.
5.
Memperbesar isyarat masukan menjadi 0,2 V dan kembali mencatat besar
tegangan keluarannya. Isyarat keluaran akan tampak membesar.
6.
Mengulangi hal yang sama dengan memperbesar kembali isyarat masukan
hingga 1 V sehingga isyarat keluaran terpotong. Mengukur tegangan
puncak ke puncak pada waktu terpotong dan membandingkannya dengan
.
7.
Menuliskan data hasil percobaan pada tabel yang ada.
III.3.4 Penguat Daya Audio Dengan Kapasitor Bootstrap dan Rangkaian
Darlington
1.
Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam praktikum ini,
serta mengkalibrasi alat alat pengukuran yang akan digunakan seperti
osiloskop dan menghitung tegngan catu daya ayang akan digunakan.
2.
Merangkai komponen seperti pada gambar rangkaian III.12.
3.
Menghubungkan kapasitor bootstrap
ke rangkaian darlington.
, dan menghubungkan rangkaian
4.
Memberi isyarat masukan sinusoidal cukup kecil yaitu 0,02 V untuk setiap
isyarat
masukan
kemudian
memperhatikan
dan
mencatat
hasil
keluarannya.
5.
Memperbesar isyarat masukan menjadi 0,2 V dan kembali mencatat besar
tegangan keluarannya. Isyarat keluaran akan tampak membesar.
6.
Mengulangi hal yang sama dengan memperbesar kembali isyarat masukan
hingga 1 V sehingga isyarat keluaran terpotong. Mengukur tegangan
puncak ke puncak pada waktu terpotong dan membandingkannya dengan
.
7.
Menuliskan data yang didapatkan pada tabel yang disiapkan.
BAB IV
HASIL DAN PEMABAHASAN
IV.1 Hasil
IV.1.1 Tabel Data
1.
Transistor
Tabel IV.1 Transistor
No.
Nama Transistor
Tipe Transistor
1
BC 108 NPN
2
BC 108 NPN
3
BC 108 NPN
4
BC 179 PNP
5
BC 108 NPN
6
BC 108 NPN
2.
Resistor
Tabel IV.2 Resistor sebagai Penghambat Arus
No.
Nama Resistor
Warna Resistor
Resistansi
C1
C2
C3
C4
(Ω)
1
Coklat
Hitam
Merah
Emas
1k
2
Coklat
Hitam
Merah
Emas
1k
3
Orange
Orange
Kuning
Emas
3,3 k
4
Coklat
Hitam
Orange
Emas
10 k
5
Coklat
Hitam
Merah
Emas
1k
6
Coklat
Hitam
Kuning
Emas
100 k
7
Biru
Abu-abu
Kuning
Emas
6,8 k
8
Coklat
Hitam
Merah
Emas
1k
Abu-abu
Coklat
Kuning
Emas
8,1 k
9
10
Load
Potensiometer
100 k
3.
Kapasitor
Tabel IV.3 Kapasitor
Kapasitansi
No.
Nama Kapasitor
1
C1
1
2
C2
100
3
C3
100
4
C4
4,7
5
C5
4,7
6
C6
10
(µF)
Keterangan :
4.
Penguat Daya Audio tanpa Kapasitor Bootstrap dan Hubungan Darlington
Tabel IV.4 Rangkaian Penguat Audio tanpa Kapasitor Bootstrap dan Hubungan
Darlington
N
Tegangan Input (V)
Tegangan Output (V)
1
0,02
0,3
15
2
0,2
2,2
11
3
1
8
8
No.
Penguatan Tegangan
(kali)
5.
Rangkaian Penguat Daya Audio dengan Kapasitor Bootstrap tanpa
Hubungan Darlington
Tabel IV.5 Penguat Audio dengan Kapasitor Bootstrap tanpa Hubungan
Darlington
Penguatan Tegangan
No.
Tegangan Input (V)
Tegangan Output (V)
1
0,02
0,56
28
2
0,2
3,8
19
3
1
8,8
8,8
6.
(kali)
Penguat Daya Audio dengan Hubungan Darlington tanpa Kapasitor
Bootstrap
Tabel IV.6 Penguat Audio dengan Hubungan Darlington tanpa Kapasitor
Bootstrap
Penguatan Tegangan
No.
Tegangan Input (V)
Tegangan Output (V)
1
0,02
0,2
10
2
0,2
2
10
3
1
8
8
7.
(kali)
Penguat Daya Audio dengan Hubungan Darlington dan Kapasitor
Bootstrap
Tabel IV.7 Penguat Audio dengan Hubungan Darlington dan kapasitor Bootstrap
No.
Penguatan Tegangan
Tegangan Input (V)
Tegangan Output (V)
1
0,02
0,32
16
2
0,2
2,6
13
3
1
8,4
8,4
(kali)
IV.1.2 Pengolahan Data
IV.2.1 Menghitung Penguatan Tegangan
1.
Pada Rangkaian Penguat Daya Audio tanpa Kapasitor Bootstrap dan
Hubungan Darlington
2.
Pada Rangkaian Penguat Daya Audio dengan Kapasitor Bootstrap tanpa
Hubungan Darlington
3.
Pada Rangkaian Penguat Daya Audio dengan Hubungan Darlington tanpa
Kapasitor Bootstrap
4.
Pada Rangkaian Penguat Daya Audio Dengan Hubungan Darlington dan
Kapasitor Bootstrap
IV.3. Gambar
1. Rangkaian Tanpa Kapasitor Bootstrap dan Darlington.
a.
b.
Gambar IV.1 Isyarat keluaran dari a. Vin; b Vout ketika Vin = 0.02
a.
b.
Gambar IV.2 Isyarat keluaran dari a. Vin; b. Vout ketika Vin = 0.2
a.
b.
Gambar IV.3 Isyarat keluaran dari a. Vin; b. Vout ketika Vin = 1
2. Rangkaian Dengan Kapasitor Bootsrap Tanpa Darlington.
a.
b.
Gambar IV.4 Isyarat keluaran dari a. Vin; b. Vout ketika Vin = 0.02
a.
b.
Gambar IV.5 Isyarat keluaran dari a. Vin; b. Vout ketika Vin = 0.2
a.
b.
Gambar IV.6 Isyarat keluaran dari a. Vin; b. Vout ketika Vin = 1
3. Rangkaian Dengan Darlington Tanpa Kapasitor Bootsrap.
a.
b.
Gambar IV.7 Isiyarat keluaran dari a. Vin; b. Vout ketika Vin = 0.02
a.
b.
Gambar IV.8 Isyarat keluaran dari a. Vin; b. dari Vout ketika Vin = 0.2
a.
b.
Gambar IV.9 Isyarat keluaran dari a. Vin; b. Vout ketika Vin = 1
4. Rangkaian Dengan Darlington dan Kapasitor Bootsrap.
a.
b.
Gambar IV.10 Isiyarat keluaran dari a. Vin; b. Vout ketika Vin = 0.02
a.
b.
Gambar IV.11 Isyarat keluaran dari a. Vin; b. Vout ketika Vin = 0.2
a.
b.
Gambar IV.12 Isyarat keluaran dari a. Vin; b. Vout ketika Vin = 1
IV.4 Pembahasan
Pada rangkaian penguat daya audio ini ditentukan bahwa besarnya arus
yag mengalir pada rangkaian harus memiliki harga yang kecil yaitu lebih kecil
dari 1 mA, sedangkan untuk batas kerja dari rangkaian ini ialah 8 Volt. Batas
kerja ini dapat dilihat pada tabel data hasil pengamatan. Terdapat pula tiga saklar
yang amsing masing memiliki fungsi tertentu yaitu saklar
apabila ditutup maka
akan menyambungkan rangkaian denga kapasitor Bootstrap yang berfungsi
sebagai penguat tegangan. Kemudian saklar
dan
yang memiliki dua tempat
sambungan, apabila disambungkan dititik a maka akan menghubungkan rangkaian
dengan transistor keluaran sedangkan apabila disambungkan pada titik b maka
akan membentuk rangkaian darlington yang kemudiana akan bekerja bersama
sama sebagai transistor keluaran, diman rngkaian Darlington berfungasi untuk
memperkuat arus.
Pada tabel pertama dimana kondisi rangkaian tanpa menggunakan
kapasitor Bootstrap dan hubungan darlington (rangkaian 1) dapat dilihat bahwa
besar penguatan tegangan rata rata sebesar 11,3 kali, sedangkan pada rangkaian
dengan kapasitor Bootstrap tanpa hubungan Darlington (rangkaian 2) besar
penguatan tegangan yaitu sebesar 18,6 kali, pada rangaian dengan hubungan
Darlington tanpa kapasitor Bootstrap (rangkaian 3) besar penguatan rata rata
adalah 9,3 kali, terakhir untuk rangkaian dengan kapasitor Bootstrap dan
hubungan Darlington (rangkaian 4) besar penguatan tegangan rata rata adalah 12,5
kali.
Dari data diatas dapat dilihat untuk kondisi pada rangkaian 1,dimana
rangkaian saklar J1 terbuka sedangkan saklar J2 dan J3 hanya terhubung dengan
titik a. Besarnya penguatan tegangan yang terjadi murni berasal dari rangkaian.
Sedangkan, untuk penguatan daya secara teori akan memiliki penguatan yang
paling kecil diantara rangkaian lainnya. Seperti yang diketahui, besarnya daya
keluaran berbanding lurus dengan besarnya tegangan dan arus keluaran.
Sedangkan kondisi pada rangkaian 2 saklar J1 di tutup dan saklar J2 dan J3
tetap terpasang pada titik a, maka hal ini menunjukkan bahwa rangkaian ini
memiliki penguatan tegangan yang paling besar diantara rangkaian lainnya karena
memiliki kapasitor Bootstrap dalam rngkaianannya. Sebagaimana diketahui
bahwa kapasitor ini memiliki fungsi untuk menguatkan tegangan. Tetapi
dikarenakan rangkaian ini tidak memiliki rangkaian Darlington maka dapat
disimpulkan bahwa rangkaian 2 memiliki penguatan arus yang kecil.
Kondisi pada rangkaian 3 sangatlah berbeda dimana kita melepas
sambungan J1 sehingga saklar terbuka, dan menyambungkan saklar J2 dan J3 pada
titik b sehingga terbentuk rangkaian darlington yang kemudian bekerja sebagai
transistor keluaran juga. Sehingga, nilai atau besar penguatan tegangannya paling
kecil diantara rangkaian lainnya. Hal ini disebabkan pada rangkaiana ini tidak
memiliki kapasitor Botstrap (seperti pada rangkaian 2). Tetapi berdasarkan teori
rangkaian ini akan memiliki besar peguatan arus yang paling besar dikarenakan
rangkaian ini dalam praktiknya memiliki hubungan pada rangkaian Darlington
(penguat arus).
Kondisi pada rangkaian terakhir (rangkaian 4) kita menutup semua saklar
sehingga pada rangkaian terdapat kapasitor Boostrap dan rangkaian Darlington.
Pada rangkaian ini menunjukkan bahwa besar penguatan tegangan (12,5 kali)
mendekati nilai rata rata dari besar tegangan ketiga rangkaian lainnya. Dimana
rata rata ketiga rangkaian lainnya ialah 13 kali. Dapat disimpulkan bahwa besar
penguatan daya pada rangkaian ini seharusnya paling besar diantara rangkaian
lainnya. Sebagaimana diketahui daya keluaran rangkaian dipengaruhi oleh faktor
besarnya penguatan arus dan tegangan.
BAB V
PENUTUP
V.1 Kesimpulan
Berdasarkan praktikum diatas dapat disimpulkan bahwa
1.
Besarnya penguatan daya dipengaruhi oleh besarnya penguatan pada arus
keluaran dan tegangan keluaran.
2.
Kapasitor Bootstrap pada rangkaian penguat daya audio berfungsi
meningkatkan tegangan keluaran. Dimana besarnya daya berbanding lurus
dengan besarnya tegangan keluaran.
3.
Rangkaian hubungan Darlington berfungsi sebagai rangkaian penguat arus
keluaran. Sebagaimana diketahui bahwa besarnya daya keluaran
berbanding lurus denga arus keluaran.
V.2 Saran
V.2.1 Saran untuk Laboratorium
Saran untuk laboratorium untuk melengkapi alatnya.
V.2.2 Saran untuk Asisten
Saran untuk asisten, agar tetap menjadi yang terbaik.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Woollard, Barry 2006, Elektronika Praktis, Pradnya Paramita, Jakarta.
[2] Boylested, Robert L, Louis Nasheisky 2006, Electronic Devices and Circuit
Theory, Pearson Education, New Jersey.
[3] Millman, Halkias, M. Barmawi, M.O. Tjia 1986, Elektronika Terpadu
Rangkaian dan Sistem Analog dan Digital, Erlangga, Jakarta.
[4] Abdullah, Bualkar, Arifin, Bidayatul Armynah, Penuntun
Praktikum
Elektronika Dasar II, UNHAS, Makassar.
[5] Floyd, Thomas L 2008, Electronic Devices Conventional Current Version,
Pearson Education, New Jersey.
[6] Anomim 2008, ‘Design and Aplication Guide of Bootstrap Circuit for HighVoltage
Gate-Drive
IC’,
Fairchild
Semiconduktor
Coorporation,
www.fairchildsemi.com,
[7] Ali, M H, Aliyu Sisa Aminu 2015, ‘Analysis of darlington Pair in Distributed
Amplifier Circuit’, Journal of Electrical and Electronics Enginering, Vol 10, hh
77-80,