Amplifier Push Pull Kelas B

Amplifier kelas B hanya dapat menguatkan setengah siklus (180°) dari sinyal input, sehingga apabila inputnya gelombang sinus maka sinyal outputnya berupa setengah gelombang. Hal ini disebabkan karena titik kerjanya berada pada daerah cut-off (mati), ICQ = 0.

Pada aplikasi penguat sinyal audio amplifier kelas B selalu dikonfigurasikan secara push-pull, yaitu dengan menggabungkan dua amplifier kelas B yang masing-masing penguat menguatkan setengah gelombang input, sehingga bisa diperoleh sinyal output yang penuh dimana masing-masing penguat bekerja secara bergantian sesuai dengan polaritas ayunan sinyal input. Diagram blok amplifier push-pull dapat dilihat pada gambar berikut.

Diagram Blok Amplifier Push-Pull

Variasi amplifier push-pull yang paling populer adalah amplifier push-pull dengan trafo input dan output, simetri komplementer, komplementer semu, dan lain sebagainya. Gambar dibawah adalah contoh rangkaian dasar amplifier push-pull kelas B dengan menggunakan trafo input dan output.

Rangkaian Dasar Amplifier Push-Pull Kelas B

Garis Beban DC Dan AC Amplifier Push-Pull Kelas B

Prinsip kerja rangkaian amplifier push-pull kelas B secara grafis dapat dilihat melalui bentuk gelombang beberapa besaran arus pada rangkaian seperti terlihat pada gambar berikut.

Bentuk Gelombang Sinyal Input Dan Arus Amplifier Push-Pull Kelas B

Trafo input pada rangkaian amplifier push-pull kelas B diatas berfungsi sebagai pembelah fasa. Terminal skunder pada ujung atas (yang terhubung ke T2) selalu berlawanan fasa dengan terminal pada ujung bawah (yang terhubung ke T1). Sedangkan fungsi utama trafo output adalah sebagai penyesuai impedansi, dari impedansi transistor yang tinggi ke impedansi beban yang umumnya rendah.

Perhitungan daya pada amplifier push-pull kelas B adalah sebagai berikut. Daya rata-rata pada beban RL yang disebabkan oleh adanya sinyal ac (PL) adalah :

$P_{L}=\frac{Ic_{m}^2\cdot R_{L}'}{2}$

dimana Icm adalah harga puncak atau harga maksimum dari sinyal output ic. Daya pada beban akan maksimum apabila :

$Ic_{m}=\frac{VCC}{R_{L}'}$

Sehingga diperoleh daya ac maksimum (PL,mak) sebagai berikut :

$P_{L,mak}=\frac{VCC^2}{2R_{L}'}$

Dan daya rata-rata yang di konsumsi dari catu daya (PCC) adalah :

$PCC=VCC\cdot Idc$

Karena pada saat tidak ada sinyal output, arus dari catu daya tidak mengalir, maka bentuk gelombang arus dari catu daya yang di konsumsi power transistor adalah sama seperti bentuk gelombang sinyal output amplifier tersebut.

Dengan demikian besarnya arus rata-rata dari catu daya adalah :

$Idc=(2/\pi )Ic_{m}$

Sehingga daya rata-rata (PCC) adalah :

$PCC=VCC\cdot (2/\pi )Ic_{m}$

Dan daya rata-rata makasimum adalah :

$PCC_{mak}=\frac{2VCC^2}{\pi R_{L}'}$

Sehingga dapat diketahui besarnya efisiensi daya (η) sebagai berikut :

$\eta =\frac{P_{L}}{P_{CC}}=\frac{Ic_{m}^2(R_{L}'/2)}{VCC(2/\pi )Ic_{m}}=\frac{\pi}{4}\cdot \frac{Ic_{m}}{VCC/R_{L}'}$

Efisiensi daya maksimum terjadi pada saat Icm = VCC/RL’

$\eta_{mak}=\frac{\pi}{4}=78,5%$

dan daya pada kolektor kedua power amplifier (2 transistor) (2PC)adalah :

$2P_{c}=VCC(2/\pi)Ic_{m}-Ic_{m}^2(R_{L}'/2)$

Dimana disipasi daya maksimum transistor adalah :

$Ic_{m}=(2/\pi)(VCC/R_{L}')$

Sehingga harga daya daya pada kolektor kedua power amplifier (2 transistor) (2PC) menjadi :

$2P_{C,mak}=\frac{2\cdot VCC^2}{\pi^2\cdot R_{L}'}$

Sehingga untuk masing-masing transistor daya maksimumnya adalah :

$P_{C,mak}=\frac{VCC^2}{\pi^2\cdot R_{L}'}$

Pada sinyal output yang dihasilkan amplifier push-pull kelas B terdapat cacat silang atau crossover distortion. Cacat ini terjadi karena ketidak linieran karakteristik transistor pada awal kerjanya, yaitu antara titik mati hingga cut-in. Bentuk gelombang output dengan cacat silang dimaksud adalah sebagai berikut.

Bentuk Cacat Dari Output Amplifier Push-Pull Kelas B

Untuk mengatasi adanya cacat silang tersebut, amplifier push-pull perlu diberi bias pada daerah cut-in. Dengan adanya tegangan bias yang kecil ini, maka amplifier beroperasi pada kelas AB. seperti terlihat pada rangakaian berikut.