FIG.12.36

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

a) Prosedur
b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja
c) Video Simulasi

6. File Download

1. Pendahuluan[Kembali]

    Penguat daya kelas B merupakan salah satu konfigurasi penguat yang banyak digunakan dalam sistem audio dan RF karena efisiensinya yang lebih tinggi dibandingkan kelas A. Penguat ini menggunakan dua transistor yang bekerja secara komplementer untuk menguatkan sinyal positif dan negatif dari input. Dalam praktikum ini, akan dilakukan simulasi penguat daya kelas B menggunakan perangkat lunak Proteus untuk menganalisis efisiensi dan daya keluaran.

2. Tujuan[Kembali]

• Menganalisis cara kerja rangkaian penguat daya kelas B menggunakan simulasi.

• Menghitung efisiensi penguat berdasarkan hasil simulasi.

• Mengetahui hubungan antara daya input, daya output, dan rugi daya pada penguat kelas B.

3. Alat dan Bahan[Kembali]

1. Software Proteus 8 

2. Transistor NPN dan PNP 

3. Resistor (sesuai skema: R1, R2, R3)

4. Dioda bias (D1)

5. Kapasitor kopling (C1 dan C2)

6. Beban RL = 8 Ω

7. Sumber daya: +Vcc = +30 V dan −Vee = −30 V

8. Generator sinyal (untuk memberikan Vin)

4. Dasar Teori[Kembali]

    Penguat kelas B menggunakan dua transistor dalam konfigurasi push-pull, di mana masing-masing transistor hanya menghantarkan selama setengah siklus sinyal input. Rangkaian ini menggunakan bias dioda agar transistor berada tepat di ambang konduksi, mengurangi distorsi crossover.

Rumus penting:

• Daya input (DC):

  $$P_i=V_{CC}\cdot I_{DC}=V_{CC}\cdot \frac{2}{\pi }\cdot \frac{V_o}{R_L}$$

• Daya output (AC):

  $$P_o=\frac{V_{RMS}^2}{R_L}$$

• Efisiensi:

  $$\eta =\frac{P_o}{P_i}\times 100\mathrm{\%}$$

Kelebihan:

• Efisiensi tinggi (hingga 78.5% secara teoritis)

• Tidak memerlukan disipasi daya besar saat idle

Kekurangan:

• Distorsi crossover bila tanpa bias

• Membutuhkan catu daya ganda (positif dan negatif)

5. Percobaan[Kembali]

a) Prosedur [Kembali]

1. Buka software Proteus dan buat skematik sesuai Gambar 12.36.

2. Tempatkan dua transistor (NPN dan PNP), dioda bias, dan komponen lain sesuai skema.

3. Hubungkan sinyal input (Vin) dari generator sinyal sinusoidal.

4. Pasang RL (resistor beban) sebesar 8 Ω pada output.

5. Jalankan simulasi dan ukur:

   • Tegangan keluaran (peak dan RMS)

   • Arus input dari sumber +Vcc

6. Catat nilai yang dibutuhkan untuk perhitungan daya dan efisiensi.

b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [Kembali]

Rangakaian simulasi

• Rangkaian pada Gambar 12.36 merupakan penguat daya kelas B push-pull yang menggunakan dua transistor komplementer: Q1 (NPN) dan Q2 (PNP).

• Saat sinyal input $V_i$ positif, Q1 aktif dan menghantarkan arus ke beban RL dari +Vcc. Sebaliknya, saat sinyal $V_i$ negatif, Q2 aktif dan mengalirkan arus dari −Vee ke beban RL. Kedua transistor bekerja bergantian selama setengah siklus.

• Dioda dan resistor $R_1, R_2, R_3$ memberikan bias kecil pada basis transistor untuk mengurangi distorsi crossover, yaitu distorsi yang terjadi di sekitar titik nol sinyal.

• Kapasitor $C_1$ dan $C_2$ berfungsi sebagai kopling AC, mencegah arus DC masuk ke input dan output.

Analisis Daya dan Efisiensi:

(a) Daya input (DC) $P_i$:
Dihitung berdasarkan arus rata-rata dari sumber +Vcc dan −Vee. Untuk bentuk gelombang sinus, arus DC yang digunakan adalah $\frac{2}{\pi} \cdot \frac{V_o}{R_L}$, sehingga:

$$P_i = V_{CC} \cdot \frac{2}{\pi} \cdot \frac{V_o}{R_L} = 30 \cdot \frac{2}{\pi} \cdot \frac{\sqrt{2} \cdot 8}{8} = 27\,W$$

(b) Daya output (AC) $P_o$:
Output diberikan ke beban RL sebesar 8 Ω, dan sinyal output berbentuk sinus dengan tegangan RMS sebesar 8 V, sehingga:

$$P_o = \frac{V_{RMS}^2}{R_L} = \frac{8^2}{8} = 8\,W$$

(c) Efisiensi $\eta$:
Efisiensi didefinisikan sebagai rasio daya output terhadap daya input:

$$\eta = \frac{P_o}{P_i} \times 100\% = \frac{8}{27} \times 100\% \approx 29.6\%$$

Ini mencerminkan efisiensi penguat saat memproses sinyal sinusoidal. Kelas B idealnya bisa mencapai efisiensi maksimum teoritis sekitar 78.5% untuk sinyal maksimum (tanpa distorsi).

(d) Rugi daya pada transistor ( $P_{2Q}$ ):
Energi yang hilang sebagai panas di transistor Q1 dan Q2 adalah selisih antara input dan output:

$$P_{2Q} = P_i - P_o = 27\,W - 8\,W = 19\,W$$

Artinya, meskipun hanya 8 W disalurkan ke beban, 19 W berubah menjadi panas, sehingga penting mempertimbangkan heatsink pada Q1 dan Q2 saat perancangan praktis.

c) Video Simulasi [Kembali]

6. File Download[Kembali]