Titik Kerja (Q) Dan Garis Beban Power Amplifier Kelas A

Titik kerja (Q) power amplifier kelas A berada pada setengah VCC (Vcc/2), seting titik kerja pada posisi ini bertujuan agar penguatan sinyal yang dihasilkan tidak mengalami cacat atau distorsi. Power amplifier kelas A menggunakan titik kerja pada VCC/2 karena “power amplifier kelas A” ini digunakan untuk menguatkan sinyal audio. Secara lebih dalam titik kerja (Q) power amplifier kelas A dapat dijelaskan sebagai berikut.

Rangkaian Power Amplifier Kelas A

Daftar Komponen :

Ra = 10K
Rb = 10K
Rc = 3K
Re = 7,5K
RL = 5K
Vcc = +30VDC

Titik Kerja (Q) Power Amplifier Kelas A

Dalam keadaan tidak ada sinyal input, arus dan tegangan kolektor disebut arus dan tegangan kolektor stasioner. Misalkan bahwa arus kolektor stasioner adalah 2 mA, maka tegangan kolektor-emiter stasioner adalah :

$V_{CE}=V_{CC}-I_{C}(R_{C}+R_{E})=30-0,002(3000+7500)=9V$

Sehingga koordinat titik Q adalah 2 mA dan 9 V

Garis Beban DC Power Amplifier Kelas A

Garis beban DC menyatakan semua titik operasi DC yang mungkin. Jika transistor pada gambar di atas jenuh, maka :

$I_{C(sat)}=\frac{V_{CC}}{R_{C}+R_{E}}=\frac{30}{3000+7500}=2,86mA$

Dan jika transistor dioperasikan pada daerah cut-off maka tegangan kolektor-emiter adalah :

$V_{CE(cut-off)}=V_{CC}=30V$

Gambar berikut memperlihatkan garis beban DC dengan titik Q yang telah diperoleh sebelumnya.

Gambar Garis Beban DC

Garis Beban AC

Garis beban AC menyatakan semua titik operasi AC yang mungkin. Gambar berikut memperlihatkan rangkaian ekivalen AC penguat yang sama. Dari rangkaian ekivalen diperoleh:

$V_{CE}+i_{e}r_{E}+i_{c}r_{C}=0$

Karena ic ≈ ie maka :

$i_{c}=-\frac{v_{ce}}{r_{C}+r_{E}}$

Rangkaian Ekivalen AC Power Amplifier Kelas A

Jika sinyal AC menggerakkan penguat, sinyal akan menyebabkan perubahan arus dan tegangan kolektor. Perubahan ini diberikan oleh :

$i_{e}=I_{C}-I_{CQ}$

$v_{ce}=V_{CE}-V_{CEQ}$

Dengan IC dan VCE adalah arus dan tegangan kolektor DC, serta ICQ dan VCEQ adalah arus dan tegangan kolektor stasioner. Dengan menyusun kembali maka diperoleh hubungan antara IC dan VCE sbb :

$I_{C}=-\frac{v_{CE}}{r_{C}+r_{E}}+I_{CQ}+\frac{V_{CEQ}}{r_{C}+r_{E}}$

Grafik persamaan di atas ditunjukkan pada gambar berikut, dan disebut garis beban AC.

Gambar Garis Beban AC Power Amplifier Kelas A

Garis beban AC memperagakan bagaimana operasi sinyal besar. Selama setengah periode positif tegangan sumber AC, arus kolektor berayun dari titik Q ke atas (arah saturasi atau penjenuhan). Sedangkan selama setengah periode negatif tegangan sumber AC, arus kolektor berayun dari titik Q ke bawah (arah cut-off). Untuk sinyal AC yang besar, operasi dapat bergerak sepenuhnya menuju penjenuhan dan sepenuhnya menuju cut-off (menggunakan hampir semua daerah aktif).

Berbagi Artikel "Titik Kerja (Q) Dan Garis Beban Power Amplifier Kelas A":