Published 10:00 PM by Admin with 0 comment

Penguat Diferensial - Pengertian, Prinsip Kerja dan Contoh Soal Penguat Diferensial

Penguat Diferensial


Penguat Diferensial merupakan salah satu jenis penguat dengan menggunakan kopel langsung. Gambar dibawah ini memperlihatkan salah satu bentuk ragkaian dasar dari sebuah penguat diferensial.
Rangkaian Dasar Penguat Diferensial
Rangkaian Dasar Penguat Diferensial
Dari gambar di atas dapat kita lihat bahwa penguat diferensial mempunyai dua buah input dan sebuah tegangan output di antara kedua kolektor transisitornya. Idealnya penguat diferensial ini mempunyai rangkaian secara simetris di mana setengah rangkaian identik dengan setengah rangkaian berikutnya. Oleh karena itu, dari gambar diatas tadi yang disebut simetris adalah :
RC1  =  RC2
RS1  =  RS2
v1     =  v2
Tipe transistor Q1 sama dengan transistor Q2

Bagaimana banyaknya arus emitor arus searah di dalam penguat diferensial tersebut ? Setelah dihubung pendek sumber arus bolak-balik seperti diperlihatkan pada gambar dibawah

Rangkaian Pengganti Arus Searah
Rangkaian Pengganti Arus Searah
Kita dapat mengganti tahanan RE dengan dua buah tahanan yng dibuat terpisah sebesar tahanan 2 RE. Hal ini tidak dapat mengubah besarnya arus emitor arus searah pada masing-masing transistor karena kedua tahanan paralel akan sama dengan tahanan RE, seperti pada gambar diatas.

Jika kedua transistor itu identik maka arus tidak dapat mengalir pada kawat penghubung yang horizontal di antara kedua emitor transistor itu. Oleh karena itu, andaikata kawat penghubung horizontal di antara kedua penghubung tadi diputuskan, hal itu tidak mempengaruhi besarnya arus searah untuk arus emitor pada transistor-transistor diferensial itu.

Oleh sebab itu, dari gambar diatas (rangakaian pengganti arus searah) dapat digambarkan rangkaian alternatif arus searahnya seperti berikut.
Rangkaian Arus Alternatif Searah (DC)
Rangkaian Arus Alternatif Searah (DC)
Sekarang nyata bahwa rangkaian pengganti arus searah dari sebuah penguat diferensial sama dengan dua buah transistor emitor bias yang terpisah sehingga berlaku rumus sebagai berikut:
rumus penguat arus emitor
Sebab  :
VEE  =  2RE . IE + VBE + IB . RS
dan
rumus penguat arus emitor

IC  =  α IE

Karena α mendekati satu, maka dapat ditulis bahwa  IC = IE sehingga rumus 2 dapat dijabarkan menjadi 

VEE - VBE  =  2IERE  +  RS (IC : βDC)
                     =  2IERE  +  RS (IE : βDC)
                     =  IE (2RE  +  RS/βDC)

Jadi didapat :
rumus penguat arus emitor
Seperti rumus 1 di atas dimana VBE = 0,7 volt untuk transistor yang terbuat dari bahan silikon dan VBE = 0,3 volt untuk transistor yang terbuat dari bahan germanium. Harga IE (arus emitor untuk arus searah) dari persamaan rumus 1 di atas berlaku pada masing-masing transistor. Kerap kali VBE dan RS/βDC dalam perhitungan diabaikan sehingga rumus diatas menjadi
rumus penguat arus emitor
Cara lain untuk memberi gambaran tentang rangkaian emitor bias ini dapat dijelaskan sebagia berikut:

Sewaktu masing-masing emitor bias, tegangan arus searah dari masing-masing emitor ke ground mendekati nol. Oleh karena itu, hampir semua tegangan VEE jatuh pada RE. Sewaktu arus emitor arus searah kedua-duanya mengalir dan bersatu melalui RE, maka sekarang dapat diketahui bahwa:
2IE  =  VEE / RE
atau
rumus penguat arus emitor

 Contoh 1

Diketahui seperti gambar dibawah ini dimana :

RC  =  10 kΩ
RS  =  1 kΩ
RE  =  10 kΩ
βDC  = 100
VCC   =  VEE  = 20 V

Hitunglah arus emitor searah pada masing-masing transistor

contoh soal penguat diferensial 

Penyelesaian :
Dengan menggunakan rumus berikut, maka arus mengalir melalui masing-masing transistor adalah sebesar :
rumus arus emitor 
rumus arus emitor
rumus arus emitor 
Apabila kita gunakan rumus penguat diferensial sama dengan dengan dua buah transistor emitor bias (transistor terbuat dari silikon), maka arus emitor yang mengalir melalui transistor adalah sebesar:



 
Jadi, jelas bahwa arus emitor yang mengalir melalui masing-masing transistor mendekati 1 mA. Oleh karena itu, untuk mempermudah dalah perhitungan nantinya cukup digunakan kelima saja.

Contoh 2

Diketahui seperti gambar dibawah ini dimana :

RC  =  10 kΩ
RS  =  1 kΩ
VCC   =  VEE  = 20 V
dan arus yang melalui tahana emitor sebesar 2 mA
Hitunglah tegangan terhadap ground untuk DC dan tegangan output antara kedua kolektor transistor.
contoh soal penguat diferensial 
Penyelesaian :
Seperti pada gambar diatas, masing-masing transistor mempunyai tegangan kolektor ke ground sebesar :

VC  =  VCC - IC . RC
         =  20 V - (0,001 A X 1000Ω)
         =  20 V - 10 V
         =  10 V

Karena tegangan kolektor masing-masing transistor terhadap ground sam besarnya, maka tegangan output antara kedua kolektor adalah:

Vout  =  VC - VC
           =  10 V - 10 V
           =  0 V

      edit

0 komentar:

Post a Comment

Ada Materi Yang Kurang atau Kurang Lengkap ?, Silahkan Beri Komentar