Tabung vakum merupakan satu-satunya perangkat penyederhanaan selama 40 tahun dan mendominasi elektronik sampai tahun 1947. Ketika transistor BJT pertama di pasar, ia sudah bikin revolusi lain dalam elektronik dan itu merupakan perangkat elektronik portabel pertama seumpama radio transistor yang dikembangkan pada tahun 1954. Artikel ini membahas kelas-kelas dan penjabaran amplifier.
Apa itu Amplifier dan Klasifikasi Amplifier?
Secara sederhana Penguat (amplifier) disebut selaku amp. Penguat atau amplifier merupakan perangkat elektronik yang dipakai untuk mengembangkan sinyal arus, tegangan dan daya. Fungsi penguat merupakan dengan menggunakan daya dari catu daya dan ketinggian yang lebih lama, ia mengendalikan sinyal output dengan sumbangan sinyal input.Penguat memodulasi keluar dari catu daya menurut pada sifat-sifat sinyal input. Penguat sungguh bertentangan dengan Atenuasi kalau amplifier memperlihatkan penguatan, maka Atenuasi memperlihatkan kelamahan. Penguat juga merupakan cuilan diskrit dari rangkaian listrik yang diteruskan dengan perangkat lain.
Penguat dipakai di semua perlengkapan elektronik. Penguat sanggup dikategorikan dalam banyak sekali jenis. Yang pertama merupakan dengan penguat frekuensi sinyal elektronik. Yang selanjutnya merupakan penguat audio dan memperkuat sinyal dalam kisaran kurang dari 20 kHz dan penguat RF menguatkan rentang frekuensi radio dari 20 kHz sampai 300 KHz. Yang terakhir merupakan mutu arus dan tegangan diperkuat
Ada banyak sekali jenis penguat (amplifier) tergolong penguat arus, penguat tegangan atau penguat transkonduktansi dan penguat trans-resistansi. Saat ini, sebagian besar penguat yang dipakai di pasaran merupakan transistor tetapi, tabung vakum juga dipakai di beberapa aplikasi.
Klasifikasi Penguat (Amplifier)
Klasifikasi penguat (amplifier) ditunjukkan berikut ini- Input dan output variabel
- Terminal lazim (common terminal)
- Unilateral dan bilateral
- Inverting dan Non-Inverting
- Metode penggabungan interstage
- Rentang frekuensi
- Fungsi
Input dan Output Variabel
Penguat elektronik cuma menggunakan satu variabel yakni arus atau tegangan. Mungkin arus atau tegangan sanggup dipakai di input atau di output. Ada empat jenis penguat dan yang bergantung pada sumber yang dipakai selaku analisis linier. Input | Output | Dependent source | Jenis penguat | Satuan |
I | I | Current Controlled Current Source CCCS | Penguat Arus | Tanpa satuan |
I | V | Current Controlled Voltage Source CCVS | Penguat trans-resistansi | Ohm |
V | I | Voltage Controlled Current Source VCCS | Penguat trans-konduktansi | Siemens |
V | V | Voltage Controlled Voltage Source VCVS | Penguat Tegangan | Tanpa satuan |
Terminal Umum (common terminal)
Klasifikasi penguat didasarkan pada terminal perangkat yang biasa untuk rangkaian input dan output. Dalam Transistor Bipolar, ada tiga kelas yaitu. common emitor, common basis, dan common kolektor. Dalam kendala Transistor FET, ia memiliki konfigurasi yang cocok seumpama common source, common gate, dan common drain.Common Emitor merupakan yang paling kerap menawarkan penguatan tegangan yang dipraktekkan antara base dan emitor. Sinyal input berada di antara pengumpul dan emitor terbalik itu relatif kepada input. Rangkaian common pengumpul disebut selaku pengikut emitor, pengikut sumber, dan pengikut katoda.
Unilateral dan Bilateral
Penguat/Amplifier yang outputnya tidak memperlihatkan umpan balik ke sisi input disebut unilateral. Penguat unilateral dari impedansi input tidak tergantung pada beban dan impedansi output merupakan impedansi sumber sinyal independen.Penguat yang menggunakan umpan balik untuk menghubungkan cuilan dari output kembali ke input disebut selaku penguat bilateral. Impedansi input dari penguat bilateral tergantung pada beban dan impedansi output dari impedansi sumber. Penguat linear unilateral dan bilateral dilambangkan selaku dua jaringan port.
Inverting dan Non-Inverting
Dalam hal ini, penjabaran penguat menggunakan kekerabatan fasa dari sinyal input ke sinyal output. Penguat inverting menciptakan output 180 derajat keluar fasa dengan sinyal input.Penguat non-inverting melanjutkan fasa dari bentuk gelombang sinyal input dan emitor merupakan penguat non-inverting. Pengikut tegangan disebut selaku penguat non-inverting dan memiliki gain satu.
Metode Kopling antar jalan (interstage)
Jenis penguat ini diklasifikasikan dengan menggunakan metode kopling sinyal pada input, output dan antara tahap. Ada banyak sekali jenis metode dalam penguat kopling interstage.- Penguat kopling kapasitif resistif
- Penguat kopling induktif-kapasitif
- Penguat kopling bertransformasi
- Penguat kopling langsung
Kelas-kelas Penguat (Amplifier)
Ada berbagai jenis kelas penguat (amplifier) yang disebutkan di bawah ini- Penguat (Amplifier) Kelas A
- Penguat (Amplifier) Kelas B
- Penguat (Amplifier) Kelas AB
- Penguat (Amplifier) Kelas C
- Penguat (Amplifier) Kelas D
- Penguat (Amplifier) Kelas F
- Penguat (Amplifier) Kelas G
- Penguat (Amplifier) Kelas S
- Penguat (Amplifier) Kelas R
Penguat (Amplifier) Kelas A
Penguat (Amplifier) Kelas A merupakan penguat yang didesain sederhana dan penguat ini sebagian besar merupakan penguat yang biasa digunakan. Pada dasarnya, penguat kelas A merupakan penguat kelas terbaik sebab tingkat distorsi yang rendah.Penguat ini merupakan yang terbaik di tata bunyi audio dan di sebagian besar tata bunyi menggunakan penguat kelas A. Penguat kelas A dibikin oleh perangkat tahap output yang bias untuk operasi kelas A. Dengan membandingkan penguat kelas yang lain dengan penguat kelas A memiliki linearitas tertinggi.
Untuk mendapat linieritas tinggi dan gain penguat kelas A, output penguat kelas A mesti bias ON untuk semua waktu. Oleh sebab itu penguat dibilang selaku penguat kelas A. Arus ideal sinyal nol pada tahap output mesti sama dengan atau lebih dari arus beban maksimum yang diinginkan untuk menciptakan lebih banyak sinyal.
Kelebihan Penguat (Amplifier) Kelas A
- Ini menetralisir distorsi non-linear
- Ini memiliki tegangan riak rendah
- Itu tidak memerlukan kompensasi frekuensi
- Tidak ada distorsi cross dan switching
- Ada distorsi harmonik yang rendah pada tegangan dan penguat arus
Kekurangan Penguat (Amplifier) Kelas A
- Trafo yang dipakai dalam penguat ini besar dan harganya mahal
- Ini memerlukan dua Transistor identik
Penguat (Amplifier) Kelas B
Penguat kelas B merupakan cuilan nyata dan negatif dari sinyal, yang dialokasikan ke banyak sekali cuilan rangkaian dan perangkat output dinyalakan dan dimatikan secara terus menerus. Penguat kelas B dasar dipakai dalam dua transistor komplementer yakni transistor FET dan transistor Bipolar.Kedua transistor dari setiap setengah bentuk gelombang dengan outputnya dikonfigurasikan dalam pengaturan tipe push-pull. Karenanya setiap penguat cuma setengah dari bentuk gelombang output.
Dalam penguat Kelas B, kalau sinyal input positif, maka transistor melakukan bias nyata dan transistor negatif dimatikan OFF. Jika sinyal input negatif, maka transistor nyata ON dan transistor bias negatif ON. Oleh sebab itu, transistor melakukan setengah dari waktu, apa pun itu, seumpama setengah atau negatif dari sinyal input.
Kelebihan Penguat (Amplifier) Kelas B
- Sejumlah distorsi dalam rangkaian memperlihatkan lebih banyak output per perangkat sebab tidak ada harmonik yang rata
- Penggunaan tata cara push-pull pada penguat kelas B menetralisir harmonik genap
Kekurangan Penguat (Amplifier) kelas B
- Di penguat kelas B, ada distorsi harmonik yang tinggi
- Dalam penguat ini, tidak perlu bias diri
Aplikasi Penguat (Amplifier) kelas B
- Penguat kelas B dipakai dalam rancangan berbiaya rendah
- Penguat ini lebih memiliki arti ketimbang penguat kelas A.
- Penguat kelas B menderita distorsi buruk kalau level sinyal rendah
Penguat (Amplifier) Kelas AB
Penguat (Amplifier) Kelas AB merupakan variasi penguat kelas A dan kelas B. Penguat kelas AB umumnya menggunakan penguat daya audio. Dari diagram dua transistor memiliki jumlah tegangan yang kecil yakni 5 sampai 10% dari arus membisu dan bias transistor sempurna di atas titik cutoff.
Kemudian perangkat mungkin transistor FET atau transistor bipolar akan ON selama lebih dari setengah siklus, namun kurang dari satu siklus sarat sinyal input. Oleh sebab itu, dalam rancangan penguat kelas AB masing-masing transistor push-pull melakukan sedikit lebih dari setengah siklus konduksi di kelas B, namun jauh lebih minim ketimbang siklus sarat konduksi kelas A.
Kemudian perangkat mungkin transistor FET atau transistor bipolar akan ON selama lebih dari setengah siklus, namun kurang dari satu siklus sarat sinyal input. Oleh sebab itu, dalam rancangan penguat kelas AB masing-masing transistor push-pull melakukan sedikit lebih dari setengah siklus konduksi di kelas B, namun jauh lebih minim ketimbang siklus sarat konduksi kelas A.
Sudut konduksi penguat Kelas AB berada di antara 1800 sampai 3600 yang tergantung pada titik bias. Kelebihan dari tegangan bias kecil merupakan untuk memperlihatkan resistansi dan dioda di seri.
Kelebihan Penguat (Amplifier) Kelas AB
- Penguat Kelas AB memiliki sikap linier
- Desain penguat ini sungguh sederhana
- Distorsi penguat ini kurang dari 0.1%
- Kualitas bunyi dari bunyi ini sungguh tinggi
Kekurangan Penguat (Amplifier) Kelas AB
- Disipasi daya dari penguat ini menciptakan panas dan memerlukan banyak heat sink
- Penguat ini memiliki efisiensi daya rendah dan efisiensi rata-rata kurang dari 50%
Aplikasi Penguat (Amplifier) Kelas AB
Penguat kelas AB dipakai dalam tata cara hi-fi.
Penguat (Amplifier) Kelas C
Desain penguat kelas C memiliki efisiensi yang besar dan linearitas miskin. Pada penguat sebelumnya, kita sudah membahas penguat kelas A, B dan AB merupakan penguat linier. Penguat kelas C sungguh bias sehingga arus output merupakan nol untuk lebih dari setengah sinyal input dan transistor idling pada titik potong. Karena distorsi audio yang serius, Penguat kelas C merupakan osilasi gelombang sinus frekuensi tinggi.
Kelebihan Penguat (Amplifier) Kelas C
- Efisiensi penguat Kelas C tinggi
- Dalam penguat kelas C ukuran fisik rendah untuk daya output daya yang diberikan
Kekurangan Penguat (Amplifier) Kelas C
- Linearitas penguat Kelas C rendah
- Penguat kelas C tidak dipakai dalam amplifier audio
- Rentang dinamis penguat kelas C berkurang
- Penguat kelas C akan menciptakan lebih banyak antarmuka RF
Aplikasi Penguat (Amplifier) Kelas C
Penguat ini dipakai pada amplifier RF
Penguat (Amplifier) Kelas D
Penguat kelas D merupakan penguat switching non-linear atau penguat Modulasi Lebar Pulsa (PWM). Penguat ini sanggup meraih efisiensi 100% secara teoritis dan tidak ada periode selama siklus. Tegangan dan bentuk gelombang arus tumpang tindih arus diambil cuma dengan sumbangan transistor yang dalam kondisi ON. Penguat ini juga disebut selaku penguat digital.
Kelebihan Penguat (Amplifier) Kelas D
- Penguat kelas D memiliki efisiensi lebih dari 90%.
- Di penguat kelas D, ada disipasi daya rendah
Kekurangan Penguat (Amplifier) Kelas D
- Desain penguat kelas D lebih kompleks ketimbang penguat kelas AB.
Aplikasi Penguat (Amplifier) Kelas D
- Penguat ini dipakai dalam kartu bunyi perangkat seluler dan komputer pribadi
- Penguat ini dipakai pada kendaraan beroda empat amplifier audio subwoofer.
- Saat ini, di sebagian besar aplikasi, penguat ini digunakan.
Penguat (Amplifier) Kelas F
Penguat F dipakai untuk mengembangkan efisiensi dan output oleh resonator harmonik dalam bentuk jaringan output dan untuk membentuk bentuk gelombang output dalam gelombang persegi. Penguat kelas F memiliki efisiensi lebih dari 90% kalau tuning harmonik tak terbatas digunakan.
Penguat (Amplifier) Kelas G
Peningkatan penguat Kelas G merupakan dasar dari Penguat Kelas AB. Penguat kelas G dipakai pada rel catu daya ganda dengan tegangan berbeda. Secara otomatis beralih di antara rel supply di saat sinyal input berubah. Pergantian kontak menghemat konsumsi daya rata-rata karenanya, kehilangan daya dihasilkan oleh panas yang terbuang. Diagram rangkaian di bawah ini memperlihatkan penguat kelas G.
Penguat (Amplifier) Kelas S
Penguat kelas S merupakan operasi yang sama dengan penguat kelas D. Penguat ini merupakan penguat mode switching non-linear. Ini merubah sinyal input analog ke pulsa gelombang persegi digital dengan menggunakan modulasi delta-sigma. Ini memperkuat mereka untuk mengembangkan daya output dengan sumbangan band pass filter. Sinyal digital penguat switching sepenuhnya dalam kondisi ON atau OFF dan efisiensinya sanggup meraih 100%.
Penguat (Amplifier) Kelas T
Penguat kelas T dirancang dengan jenis penguat switching digital. Saat ini penguat ini menjadi lebih terkenal selaku rancangan penguat audio sebab perpanjangan chip DSP dan penguat bunyi multi-channel.
Penguat ini merubah sinyal dari sinyal analog ke sinyal Modulasi Lebar Pulsa (PWM) digital dan amplifikasi mengembangkan efisiensi penguat. Penguat kelas T merupakan variasi sinyal distorsi rendah dari penguat kelas AB dan yang yang lain merupakan efisiensi penguat kelas D.
Penguat ini merubah sinyal dari sinyal analog ke sinyal Modulasi Lebar Pulsa (PWM) digital dan amplifikasi mengembangkan efisiensi penguat. Penguat kelas T merupakan variasi sinyal distorsi rendah dari penguat kelas AB dan yang yang lain merupakan efisiensi penguat kelas D.
