12.5 Class B Amplifier Circuits
Power amplifier merupakan salah satu bagian penting dalam sistem elektronik, terutama dalam penguat audio, transmisi radio, dan perangkat komunikasi lainnya. Fungsi utama dari power amplifier adalah memperkuat daya (power) sinyal input agar mampu menggerakkan beban yang relatif besar seperti speaker, antena, atau aktuator. Berbeda dengan pre-amplifier yang fokus pada penguatan tegangan kecil, power amplifier beroperasi dengan tegangan dan arus yang lebih besar sehingga dapat menghasilkan daya output yang signifikan.
Salah satu jenis power amplifier yang sering digunakan adalah Class B amplifier. Amplifier kelas B bekerja dengan prinsip pembagian siklus sinyal: satu transistor (atau perangkat aktif) bekerja hanya selama setengah siklus sinyal (positif atau negatif), sementara transistor lainnya menangani setengah siklus yang lain. Biasanya, Class B amplifier menggunakan dua transistor yang disusun dalam konfigurasi push-pull, yang secara bergantian memperkuat sinyal input. Konfigurasi ini sangat efisien dibandingkan Class A, karena masing-masing transistor tidak menghantarkan arus secara terus-menerus, sehingga daya yang terbuang dalam bentuk panas dapat dikurangi.
Namun, salah satu kelemahan utama dari Class B amplifier adalah munculnya distorsi crossover, yang terjadi pada titik transisi antara dua setengah siklus sinyal, saat satu transistor berhenti bekerja dan transistor lain mulai bekerja. Meskipun begitu, Class B amplifier tetap menjadi pilihan populer dalam aplikasi yang memerlukan efisiensi daya tinggi, seperti sistem audio portabel dan perangkat komunikasi nirkabel.
Menganalisis prinsip kerja rangkaian detektor non-inverting dengan tegangan referensi negatif (Vref = -).
Mengetahui pengaruh nilai Vref terhadap respon output dari op-amp yang dikonfigurasi sebagai komparator.
Mengamati kondisi output ketika sinyal input lebih besar atau lebih kecil dari Vref.
Memahami penerapan op-amp dalam sistem deteksi batas (threshold detection) menggunakan konfigurasi non-inverting.
A. Resistor
Fungsi utama dari resistor adalah membatasi aliran arus. Resistor dapat menahan arus dan memperkecil besar arus. Besar resistansi (kemampuan menahan arus) resistor disesuaikan dengan kebutuhan perangkat elektronika.
B. Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronik yang berfungsi untuk menyimpan dan melepaskan energi listrik dalam bentuk muatan. Dalam berbagai jenis rangkaian, kapasitor memiliki peran penting, seperti menyaring sinyal untuk menghilangkan noise atau komponen frekuensi tertentu, serta memblokir arus searah (DC) sambil meneruskan arus bolak-balik (AC), yang sering digunakan dalam proses kopling sinyal antar tahap rangkaian.
C. Ground
Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.
Transistor BJT bekerja seperti saklar atau penguat. Saat arus kecil masuk ke basis, transistor "aktif" dan mengalirkan arus yang jauh lebih besar antara kolektor dan emitor. Karena itulah BJT sering digunakan sebagai penguat sinyal maupun sebagai saklar elektronik.
Class B amplifier adalah salah satu jenis
penguat daya yang dirancang untuk meningkatkan efisiensi penguatan sinyal
listrik dibandingkan dengan amplifier Class A. Penguat ini bekerja berdasarkan
prinsip pembagian siklus sinyal: setiap perangkat aktif (biasanya transistor)
hanya menghantarkan arus selama setengah siklus dari gelombang input. Dalam
praktiknya, digunakan dua transistor dalam konfigurasi push-pull, di mana satu
transistor bertugas memperkuat bagian positif sinyal (half-cycle positif),
sedangkan transistor lainnya memperkuat bagian negatif sinyal (half-cycle
negatif).
Konfigurasi push-pull pada Class B
amplifier memungkinkan sinyal input yang berbentuk sinusoidal diperkuat secara
efisien. Dua transistor disusun secara simetris dan masing-masing dikendalikan
oleh bagian terpisah dari sinyal input. Saat sinyal masuk melewati titik nol
(zero crossing), kendali beralih dari satu transistor ke transistor lainnya.
Ini menciptakan penguatan dua arah yang efisien namun membutuhkan tahap
penggabungan output untuk menghasilkan sinyal utuh.
Salah satu keunggulan utama Class B
amplifier adalah efisiensi daya yang lebih tinggi dibandingkan Class A. Secara
teoritis, efisiensi maksimum Class B bisa mencapai sekitar 78,5%, karena arus
hanya mengalir saat ada sinyal, bukan secara terus-menerus. Namun,
kekurangannya adalah munculnya distorsi crossover yang terjadi saat transisi
dari satu transistor ke transistor lainnya, khususnya di sekitar titik nol volt
pada sinyal input. Hal ini dapat menyebabkan sinyal output tidak mulus dan
mempengaruhi kualitas audio atau data.
Dalam rangkaian Class B amplifier,
komponen-komponen penting yang digunakan meliputi: Transistor BJT (NPN dan PNP)
sebagai elemen penguat utama dalam konfigurasi push-pull; Resistor untuk
membatasi arus dan mengatur bias transistor; Kapasitor untuk kopling sinyal AC
dan menghilangkan komponen DC; dan Dioda yang kadang digunakan untuk memberikan
bias kecil agar mengurangi distorsi crossover.
Class B amplifier banyak digunakan dalam:
Sistem audio kelas menengah hingga tinggi, Pemancar radio, Penguat sinyal dalam
alat komunikasi, dan Sistem portabel yang memerlukan efisiensi tinggi.
Perbandingan dengan Jenis Amplifier Lain:
|
Jenis Amplifier |
Efisiensi Maksimum |
Linearitas |
Kelebihan |
Kekurangan |
|
Class A |
~25-30% |
Sangat baik |
Output bersih dan linear |
Sangat boros daya |
|
Class B |
~78,5% |
Cukup baik |
Efisiensi tinggi |
Distorsi crossover |
|
Class AB |
~60-70% |
Baik |
Kombinasi Class A & B |
Lebih kompleks |
|
Class C |
>80% |
Buruk |
Sangat efisien (RF) |
Tidak cocok untuk audio |
1. Rangkaian 12.18
Download Rangkaian
- Rangkaian 12.18 [Klik Disini]
- Rangkaian 12.19 [Klik Disini]
Download Datasheet
- Datasheet Op- Amp [Klik Disini]
- Datasheet baterai [Klik Disini]
- Datasheet resistor [Klik Disini]
Komentar
Posting Komentar