Penguat Emitor Ditanahkan (Common Emitor

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.
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 :
vout
A
vin
………………..(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.
Gambar 4.
 Arus emitor (ie) :
vin
ie 
re'
………………………(2)
 Karena ie nilainya mendekati ic maka
 Tegangan keluaran vout =
vout  ie RC
…………………(3)
tanda kurang (-) disini digunakan untuk menunjukkan
pembalikan fasa.
Subitusikan pers(2) ke persamaan (3) maka didapat
vout
vin RC

re'
…………………(4)
Sehingga bati tegangan menjadi :
vout
RC
A

vin
re' ………………(5)
Impedansi Masuk dan Keluar
 Impedansi Masuk
Impedansi masuk sebuah penguat menentukan besarnya
arus sumber ac yang mengalir ke penguat, semakin sedikit
arus yang mengalir maka itu semakin baik.
vin
zin 
iin
………………..(6)
Untuk lebih jelasnya, lihat gambar 5 dibawah ini
Gambar 5
 Impedansi masuk basis adalah
zin( basis)
vin

ib
………………..(7)
 Karena vin =
vin  ie re'
 Jika
ie  ic  ib
 Sehingga
vin  ib re'
 Jadi, persamaan impedansi masuk basis menjadi lebih
sederhana
zin( basis)   re '
…………….(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
zin  R1 || R2 || re'
…………….(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
vout  Avin
Jadi harus dicari dulu bari tegangan (A), dengan mencari
re’ lebih dulu.
25mV
re' 
 22.7
1.1mA
Bati tegangan (A) adalah
RC
3.6k
A

 159
re'
22.7
Sehingga tegangan keluar ac adalah
vout  Avin  159(1mV )  159mV
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 =
zin(basis)  re'  150(22.7)  3.4k
 Selanjutnya hitung impedanis masukannya =
zin  R1 || R2 || zin(basis)  10k || 2.2k || 3.4k  1.18k
 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
1.18k
vin 
.1mV  0.541mV
2.18k
 Tegangan keluar thevenin adalah
AVin  159(0.541mV )  86mV
 Tegangan in adalah keluaran tanpa beban. Keluaran yang
sebenarnya adalah tegangan yang muncul melintas
tahanan 1.5 k Ohm
vout
1.5k

.(86mV )  25mV
5.1k
 Ini berarti bahwa keluaran mempunyai tegangan puncak
25 mV.