RANGKAIAN PENGUAT KELAS A

Contoh dari penguat kelas A adalah adalah rangkaian dasar common
emiter (CE) transistor. Penguat tipe kelas A dibuat dengan mengatur
arus bias yang sesuai di titik tertentu yang ada pada garis bebannya.
Sedemikian rupa sehingga titik Q ini berada tepat di tengah garis
beban kurva VCE-IC dari rangkaian penguat tersebut dan sebut saja
titik ini titik A. Gambar berikut adalah contoh rangkaian common
emitor dengan transistor NPN Q1.

Garis beban pada penguat ini ditentukan oleh resistor Rc dan Re dari
rumus VCC = VCE + IcRc + IeRe. Jika Ie = Ic maka dapat disederhanakan
menjadi VCC = VCE + Ic (Rc+Re). Selanjutnya pembaca dapat menggambar
garis beban rangkaian ini dari rumus tersebut. Sedangkan resistor Ra
dan Rb dipasang untuk menentukan arus bias. Pembaca dapat menentukan
sendiri besar resistor-resistor pada rangkaian tersebut dengan pertama
menetapkan berapa besar arus Ib yang memotong titik Q.

Besar arus Ib biasanya tercantum pada datasheet transistor yang
digunakan. Besar penguatan sinyal AC dapat dihitung dengan teori
analisa rangkaian sinyal AC. Analisa rangkaian AC adalah dengan
menghubung singkat setiap komponen kapasitor C dan secara imajiner
menyambungkan VCC ke ground. Dengan cara ini rangkaian gambar-1dapat
dirangkai menjadi seperti gambar-3. Resistor Ra dan Rc dihubungkan ke
ground dan semua kapasitor dihubung singkat.

Dengan adanya kapasitor Ce, nilai Re pada analisa sinyal AC menjadi
tidak berarti. Pembaca dapat mencari lebih lanjut literatur yang
membahas penguatan transistor untuk mengetahui bagaimana perhitungan
nilai penguatan transistor secara detail. Penguatan didefenisikan
dengan Vout/Vin = rc / re`, dimana rc adalah resistansi Rc paralel
dengan beban RL (pada penguat akhir, RL adalah speaker 8 Ohm) dan re`
adalah resistansi penguatan transitor. Nilai re` dapat dihitung dari
rumus re` = hfe/hie yang datanya juga ada di datasheet transistor.
Gambar-4 menunjukkan ilustrasi penguatan sinyal input serta
proyeksinya menjadi sinyal output terhadap garis kurva x-y rumus
penguatan vout = (rc/re) Vin.

Ciri khas dari penguat kelas A, seluruh sinyal keluarannya bekerja
pada daerah aktif. Penguat tipe class A disebut sebagai penguat yang
memiliki tingkat fidelitas yang tinggi. Asalkan sinyal masih bekerja
di daerah aktif, bentuk sinyal keluarannya akan sama persis dengan
sinyal input. Namun penguat kelas A ini memiliki efisiensi yang rendah
kira-kira hanya 25% – 50%. Ini tidak lain karena titik Q yang ada pada
titik A, sehingga walaupun tidak ada sinyal input (atau ketika sinyal
input = 0 Vac) transistor tetap bekerja pada daerah aktif dengan arus
bias konstan. Transistor selalu aktif (ON) sehingga sebagian besar
dari sumber catu daya terbuang menjadi panas. Karena ini juga
transistor penguat kelas A perlu ditambah dengan pendingin ekstra
seperti heatsink yang lebih besar.