Klasifikasi Amplifier

Sebuah transistor amplifier harus memiliki rangkaian DC biasing untuk beberapa alasan. Terutama, kita akan membutuhkan dua suplai tegangan terpisah untuk memberikan Kelas bias yang diinginkan untuk tegangan emitor-kolektor dan emitor-basis. Pada kenyataannya hal ini sebenarnya hanya dilakukan dalam aplikasi tertentu, namun biasing ditemukan sehingga tegangan terpisah ini dapat diperoleh dari suplai tunggal. Kedua, transistor sangat sensitif terhadap suhu dan menciptakan suatu kondisi yang disebut thermal runaway. Thermal runaway akan cepat menghancurkan transistor bipolar, karena arus kolektor dengan cepat dan tak terkendali akan meningkatkan ke level yang merusak dan suhu akan naik jika tidak ada penstabil suhu pada amplifier untuk menghilangkan efek ini.

Kelas Operasi Bias Amplifier

Kelas yang umum untuk operasi bias adalah Kelas A, AB, B, dan C. Semua kelas ini sama-sama menggunakan susunan komponen untuk mem-bias transistor pada pengoperasian DC atau Q-point yang berbeda.

 

Lokasi dari variasi bias titik Q untuk kelas amplifier yang berbeda

Pada bias Kelas A sinyal arus yang dikuatkan mengalir berupa lingkaran penuh, 360⁰ sehingga sinyal output tidak pernah mencapai saturasi atau cutoff sehingga tetap berada pada pengoperasian parameter linier. Outputnya merupakan representasi penguatan dari sinyal input yang kesamaannya akurat. Karena efisiensinya yang rendah, kelas ini biasanya digunakan hanya untuk sinyal kecil (small-signal) yang bukan aplikasi daya, khususnya sebagai amplifier linear distorsi rendah pada RF maupun IF. Pengurangan efisiensi ini terjadi karena banyaknya daya DC yang dibutuhkan sepanjang waktu dengan atau tanpa adanya sinyal input RF untuk menghasilkan arus konstan yang selalu mengalir melalui melalui amplifier ini.

 

Bentuk Gelombang Output Kelas A

Bias Kelas AB diperoleh dengan menurunkan sedikit Q-point pada amplifier. Efisiensinya sedikit lebih tinggi dari kelas A karena arus output statis (I_c) yang mengalir melalui amplifier akan lebih kecil dan bentuknya bukan lingkaran penuh, biasanya 300⁰ untuk aplikasi penguat daya. Tetapi power amplifier single-ended kelas AB akan menghasilkan lebih banyak distorsi dibandingkan kelas A karena adanya clipping pada output. Kelas AB juga merupakan common bias untuk push-pull audio power amplifier maupun power amplifier RF linear yang push-pull

 

Bentuk Gelombang Output Kelas AB

Kelas B mempunyai tingkat efisiensi yang sangat tinggi. Saat sinyal input tidak ada, disipasi daya yang terjadi mendekati nol. Hal ini terjadi karena hampir tidak adanya aliran arus kolektor, karena bias sedikit saja dikurangi untuk menanggulangi sambungan (junction) 0.6 V basis-emitor. Output sinyalnya mendekati 180⁰ dimana kondisi ini terjadi karena setengah lingkaran sinyal RF adalah forward bias pada basis sedangkan setengah lingkaran lain adalah adalah reverse bias pada emitor-basis, menyebabkan pengurangan sinyal output.

 

Bentuk Gelombang Output Kelas B

Amplifier Kelas C bahkan lebih efisien dari Kelas B karena hanya mengkonsumsi sedikit arus bocor saat tidak ada sinyal input RF. Saat sinyal input diberikan, amplifier kelas C akan dikuatkan kurang dari setengah lingkaran dan hanya akan mensuplai sebuah pulsa pada terminal outputnya. Sudut konduksinya sebesar 120⁰ atau kurang karena sambungan (junction) emitor-basis sedikit berupa reversed bias

 

Bentuk Gelombang Output Kelas C