3.3.2 AMPLIFICATION IN THE AC DOMAIN (Penguatan Pada Domain AC)
3.3.2 AMPLIFICATION IN THE AC DOMAIN (Penguatan Pada Domain AC)

Pada pembahasan sebelumnya telah ditunjukkan bahwa transistor dapat digunakan sebagai komponen penguat. Artinya, sinyal keluaran (misalnya:sinusoidal) lebih besar dari sinyal masukan atau dengan kata lain, daya AC keluaran lebih besar dari daya AC masukan. Dari sini muncul satu pertanyaan, bagaimana daya AC keluaran dapat lebih besar dari daya AC masukan?. Prinsip kekekalan energi menyatakan bahwa total daya output Po dari suatu sistem tidak dapat lebih besar dari daya inputnya Pi dan oleh karena itu efisiensi yang didefinisikan sebagai ƞ = Po / Pi tidak dapat lebih besar dari 1.

Penyebab yang tidak disebutkan pada diskusi di atas adalah daya DC yang diterapkan, yang memungkinkan keluaran daya AC lebih besar dari daya AC masukan. Daya DC adalah kontributor utama pada total daya keluaran meskipun sebagian terdisipasi oleh transistor dan elemen resistif. Dengan kata lain, terdapat "Konversi" dari daya DC ke domain AC yang menghasilkan daya AC keluaran lebih tinggi. Faktanya, efisiensi konversi didefinisikan oleh  ƞ = Po(ac) / Pi(dc), di mana Po(ac) adalah daya AC keluaran yang terhubung dengan beban dan Pi(dc) adalah supply daya DC.

Kontribusi sumber daya DC dapat dijelaskan dengan baik menggunakan rangkaian DC sederhana pada Gambar 5.1. Arah aliran arus Idc yang dihasilkan ditunjukkan dalam gambar dengan plot arus i terhadap waktu t. Selanjutnya anda dapat memasukkan mekanisme kontrol seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 5.2. Mekanisme kontrol tersebut dirancang sedemikian rupa sehingga dengan penerapan sinyal yang relatif kecil pada mekanisme kontrol maka akan menghasilkan osilasi yang signifikan pada rangkaian keluaran.

Dalam contoh ini, iac(p-p) >> ic(p-p) dan telah terbentuk penguatan dalam domain AC. Nilai puncak ke puncak (peak to peak) arus keluaran iac(p-p)  jauh lebih besar dari arus kontrol ic(p-p). Pada sistem Gambar 5.2, nilai puncak osilasi pada rangkaian keluaran ditentukan oleh nilai DC yang telah ditetapkan. Setiap keadaan yang berpotensi untuk melebihi batas yang telah ditetapkan oleh nilai  DC-nya maka akan mengakibatkan pemotongan (clipping) daerah puncak (baik puncak saat siklus positif atau negatif) pada sinyal keluarannya. Secara umum, desain penguatan yang tepat membutuhkan komponen DC dan AC yang sensitif terhadap persyaratan[1] dan batasan[2] satu sama lain.

[1] Dalam konteks ini, persyaratan berarti kebutuhan yang harus dipenuhi atau dipertimbangkan dalam desain penguatan. Ini mencakup aspek-aspek seperti nilai tegangan atau arus yang diinginkan, rentang frekuensi yang diinginkan, tahanan atau impedansi yang sesuai, dan persyaratan lainnya yang diperlukan untuk mencapai kinerja penguatan yang diinginkan. Persyaratan ini mempengaruhi pemilihan komponen, konfigurasi rangkaian, dan parameter desain lainnya.

[2] Dalam konteks ini, batasan berarti pembatasan yang ada dalam desain penguatan. Ini mencakup batasan teknis, kinerja perangkat, atau faktor-faktor lain yang membatasi atau mempengaruhi kinerja penguatan yang diinginkan. Contohnya termasuk batasan tegangan atau arus maksimum perangkat, batasan frekuensi respons, efek termal atau tegangan jangkar balik, atau batasan lain yang dapat mempengaruhi stabilitas, distorsi, atau kualitas sinyal penguatan secara keseluruhan. Batasan ini harus dipertimbangkan dan dikelola dengan baik dalam desain penguatan untuk mencapai kinerja yang diinginkan.

Teorema superposisi dapat diterapkan untuk analisis dan desain komponen DC dan AC pada rangkaian BJT. Teorema ini memungkinkan pemisahan analisis respons DC dan AC suatu sistem.

Dengan kata lain, anda dapat menganalisis komponen DC sepenuhnya dari suatu sistem sebelum menganalisis respons AC-nya. Setelah analisis DC selesai, selanjutnya respons AC dapat dianalisis menggunakan analisis AC sepenuhnya. Namun dalam analisis AC pada rangkaian BJT, salah satu komponen yang muncul pada analisis AC ditentukan oleh nilai parameter DC-nya sehingga masih ada hubungan/korelasi penting antara kedua jenis analisis tersebut.

.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *