BAB 5E UMPAN BALIK NEGATIF - relifline.files.wordpress.com · balikan dengan menggunakan rangkaian...
Transcript of BAB 5E UMPAN BALIK NEGATIF - relifline.files.wordpress.com · balikan dengan menggunakan rangkaian...
Bab VE, Umpan Balik Negatif Hal 217
Sastra Kusuma Wijaya FISIKA FMIPA UI Diktat Elektronika I
BAB 5E UMPAN BALIK NEGATIF
Dengan pemberian umpan balik negatif kualitas penguat akan
lebih baik hal ini ditunjukkan dari :
1. pengutannya lebih stabil, karena tidak lagi dipengaruhi oleh komponen-komponen internal dari penguat, melainkan hanya dari komponen-komponen umpan baliknya.
2. hambatan dalam output dan input tidak lagi bergantung pada parameter-parameter internal transistor, misalnya hie dan hoe. Namun bergantung pada komponen luarnya saja.
3. tanggapan frekensi menjadi lebih lebar baik pada LF maupun pada HF.
4. pada kondisi tertentu nonlinearitas (distorsi harmonik) dan rasio S/N dari penguat dapat diperbaiki.
Disamping keuntungan-keuntungan tentunya ada yang harus dikorbankan, yaitu:
1. penguatan sinyal menjadi lebih kecil. Kekurangan ini tidak begitu berarti karena dengan menggunakan op-amp penguatan 104 sudah demikian murahnya.
2. jika menggunakan banyak besaran umpan balik akan cenderung tidak stabil yaitu kecenderungan berosilasi dan menghasilkan sinyal tegangan output yang tidak diinginkan. Sehingga perancangan NFB perlu kehati-hatian.
Pengaruh Umpan Negatif Balik pada Penguatan
Blok umum dari umpan balik negatif digambarkan sbb:
Bab VE, Umpan Balik Negatif Hal 218
Sastra Kusuma Wijaya FISIKA FMIPA UI Diktat Elektronika I
A
β
Vi=Vs-Vf Vo=AViMVs
Vf=βVo
-+
Gambar 1, Umpan Balik Secara Umum
Besaran Vs merupakan tegangan sinyal sumber dapat berupa tegangan maupun arus, Vo adalah tegangan output sebagian diumpan balikan dengan menggunakan rangkaian β dengan output dari rangkaian β sebesar Vf = βVo. Sinyal tsb digabung dengan sinyal sumber Vs dengan rangkaian M, sehingga output yang keluar dari rangkaian M adalah Vi = Vs - Vf. Jika A adalah penguatan tanpa umpan balik yaitu A=Vo/Vi , maka penguatan dengan umpan balik negatif adalah
o i i ifb
s i f i o i i
V AV AV AVAV V V V V V A Vβ β
= = = =+ + +
atau 1fb
AAAβ
=+
Terlihat bahwa penguatan karena umpan balik masih dipengaruhi oleh A (yaitu pengutan dari penguat), agar penguatan tidak bergantung pada parameter penguat, maka gunakan βA >> 1, sehingga:
1fb
AAAβ β
= =
Terlihat bahwa penguatan hanya bergantung pada faktor umpan baliknya saja (β).
Bab VE, Umpan Balik Negatif Hal 219
Sastra Kusuma Wijaya FISIKA FMIPA UI Diktat Elektronika I
Contoh:
Jika penguat dirancang dengan β = 0,1 dengan penguat yang dipakai adalah Av = 1000, maka faktor penguatan Aβ = 100, maka Afb = 1000/101 ~ 10. Sedangkan jika penguat tsb berubah penguatannya menjadi Av = 500, maka penguatan karena umpan balik menjadi Afb = 500/501 ~ 10. Terlihat disini bahwa walaupun penguat tadi berubah penguatannya (karena faktor ekternal seperti suhu), namun penguatan karena umpan balik praktis tidak berubah, yaitu ~ 10.
Stabilitas Penguatan
Dari penguatan karena umpan balik 1fb
AAAβ
=+
dapat dicari
stabilitas penguatan yaitu :
21
(1 )1
1
fb
fb
fb
dAdAdA dAA A A
β
β
−+
∴ =+
artinya perubahan penguatan dA berkurang sebesar 1/(1+βA) bila menggunakan umpan balik negatif.
Contoh:
Jika A = 1000 ± 200 yaitu kesalahan penguatan tsb 20%, dengan menggunakan umpan balik negatif β = 0,01 maka kesalahnnya menjadi 2%, dengan Afb = 100 ± 2.
Pengaruh Umpan Balik Negatif pada Lebar Frekuensi
Karakteristik tanggapan frekuensi dikembangkan untuk
1. tanggapan frekuensi rendah, penguatan berkurang dengan berkurangnya frekuensi, sesuai dengan A
Aj f fVL
Vo=−1 1
, dengan f1
Bab VE, Umpan Balik Negatif Hal 220
Sastra Kusuma Wijaya FISIKA FMIPA UI Diktat Elektronika I
adalah frekuensi cut-off (3 dB) untuk tanggapan frekuensi rendah.
2. tanggapan frekunesi medium, penguatan praktis tetap untuk daerah ini, yaitu Avo.
3. tanggapan frekuensi tinggi, penguatan berkurang dengan
bertambahnya frekuensi, sesuai dengan 21
VoVH
AAj f f
=+
, dengan
f2 adalah frekuensi cut-off (3 dB) untuk tanggapan frekuensi tinggi.
Secara umum dengan pemberian umpan balik negatif
penguatannya akan berkurang, sesuai dengan 1fb
AAAβ
=+
demikian
juga penguatan untuk setiap tanggapan frekuensi. Pada kasus HF akibat umpan balik negatif adalah :
2 2
22 2
(1 ) 11 1 (1 )1 (1 )
f fVo f fVH Vo
VHfb ffVH VofVo f
A j jA AAA j A j f fA jβ ββ
+ += = × =
+ + +⎡ ⎤+ +⎣ ⎦.
Penguatan pada HF akibat umpan balik akan berkurang 3 dB komponen real dan komponen imajiner pada persamaan tsb sama besar, sehingga : 2 1 Vof f Aβ= + . Berarti f2fb = (1 + β Avo) f2. Dengan cara sama untuk LF diperoleh f1fb = f1/(1 + β Avo). Tanggapan frekuensi akibat umpan balik dapat dilihat pada berikut.
lebar frekuensi tanpa NFB
lebar frekuensi akibat NFB
f1 f2f1(1+βAV)
f2(1+βAV)
AVo
AVofb
Gambar 2, Pengaruh umpan balik negatif pada taggapan frekuensi
Bab VE, Umpan Balik Negatif Hal 221
Sastra Kusuma Wijaya FISIKA FMIPA UI Diktat Elektronika I
Pengaruh Umpan Balik Negatif pada Noise
Noise akibat umpan balik dapat dinyatakan sebagai : Nf = - β A Nf, dengan N dan Nf masing-masing adalah level noise tanpa umpan balik dan dengan umpan balik. Sehingga diperoleh :
1fNN
Aβ=
+.
Dari hasil terihat bahwa rasio S/N tidak ada perbaikan, untuk itu perlu menggunakan komponen dengan rasio S/N yang tinggi seperti FET, kabel isolasi, maupun menggunakan sumber daya bebas-noise, dll.
Tipe-tipe umpan balik negatif
Ada 4 tipe umpan balik negatif, yaitu Umpan balik tegangan seri, arus seri, tegangan shunt, arus shunt. Penjelasan dari tipe-tipe tsb diberikan berikut ini.
Umpan balik tegangan seri
Av V
i
β
Vs
Ri
Ro
vi
βVo
RL
Gambar 3, Blok diagram Umpan Balik tegangan seri.
Blok diagram umpan balik tegangan seri diberikan pada Gambar 3 dan contoh rangkaian untuk penguat emiter bersama diberikan pada Gambar 4.
Bab VE, Umpan Balik Negatif Hal 222
Sastra Kusuma Wijaya FISIKA FMIPA UI Diktat Elektronika I
Vs
Vo
R1
R2
RC
VCC
Vi
Ii
5 k
47 k
3 k
Gambar 4, Umpan balik tegangan seri pada CE
Perhatikan Gambar 3, dapat dihitung:
Penguatan
;
1
ov i s o
i vvfb
o vvfb
s
VA V V VV AAV AAV
β
β
⎫= = − ⎪⎪ =⎬ +⎪=⎪⎭
R input
Jika tidak ada umpan balik maka hambatan dalam input adalah Ri = Vi/Ii , sedangkan jika ada umpan balik negatif maka hambatan dalam input menjadi :
(1 )s i o i v iifb i v
i i i
V V V V A VR R AI I I
β β β+ += = = = +
R output
Dari Gambar 3 penguatan Av adalah penguatan tegangan pada saat hambatan beban RL = ∞ (dalam keadaan terbuka) berarti rangkaian umpan balik seolah tak berhubungan, hal ini berarti Ro adalah hambatan dalam output tanpa umpan balik. Dengan adanya umpan balik maka berlaku:
Bab VE, Umpan Balik Negatif Hal 223
Sastra Kusuma Wijaya FISIKA FMIPA UI Diktat Elektronika I
RLRo1+βAv
Av1+βAv
Vs
Vo
Dari sisi output: v i o o oA V V I R= + , sedangkan dari sisi input o o o
s i o ov
V I RV V V VA
β β+= + = + .
Atau 1 1
v s o oo
v v
A V I RVA Aβ β
= −+ +
, sehingga diperoleh 1
oofb
v
RRAβ
=+
.
Dari rangkaian CE seperti ditunjukkan pada Gambar 4 jika menggunakan transistor dengan parameter hie = 2 kΩ, hfe = 80, hre = 0 hoe = 0 S. Diperoleh sebelumnya bahwa penguatan untuk konfigurasi
emiter bersama 80 5 k 2002 k
fe cv
ie
h RA
h× Ω
≈ − = − = −Ω
, selanjutnya faktor
umpan balik 2
1 2
3 0,0647 3
RR R
β = = =+ +
.
Hambatan dalam input Ri = hie = 2 kΩ dan hambatan dalam input akibat umpan balik Rifb = hi1 (1+βAv) = 26 kΩ.
Hambatan dalam output dengan mengabaikan hoe maka Ro =RC // (R1+R2) = 4,5 kΩ sehingga hambatan dalam output karena umpan balik Rofb = 321 Ω.
Umpan balik arus seri
Sesuai dengan namanya tegangan diumpan balik secara seri ke tegangan input yang akan diperoleh arus output. Blok diagram umpan balik arus seri ditunjukkan pada Gambar 6 dan contoh rangkaian diberikan pada Gambar 5. Dari Gambar 5 tegangan umpan balik Vf diumpan secara oposisi terhadap Vs sehingga Vbe = Vs - Vf, dengan menggunakan rangkaian ekivalen seperti pada
Bab VE, Umpan Balik Negatif Hal 224
Sastra Kusuma Wijaya FISIKA FMIPA UI Diktat Elektronika I
VCC
Vo
Vs
RC
REVf
Vbe
Gambar 5, Contoh rangkaian NFB arus seri pada CE
A
β
V s
Vf
Vo
Io
Vi
Gambar 6, Blok diagram umpan balik arus seri
V s
AC
(1+hfe)Ib
hfe IbIb
hie
RC
Re
Vo
Gambar 7, Rangkaian ekivalen CE.
Dari rangkaian tsb (Gambar 7) dapat dihitung :
Vs = hie b + (1 +hfe) IbRe, sehingga Rifb = Vs/Ib = hie + (1 + hfe) Re. Selanjutnya jika Rc ~ hie maka Rifb ~ hfe Re.
Bab VE, Umpan Balik Negatif Hal 225
Sastra Kusuma Wijaya FISIKA FMIPA UI Diktat Elektronika I
Pengatan arus karena umpan balik Aifb = Ic/Ib = hfe, sedangkan
penguatan tegangan ( 1 )
fe b cc c cvfb ifb
b ifb ifb ie fe e b
h I RI R RA AI R R h h R I
= = =⎡ ⎤+ +⎣ ⎦
atau
dengan pendekatan cifb
e
RAR
≈
Perhitungan hambatan dalam output dilakukan dengan meng-hubung-singkatkan sinyal input dan melepas sinyal output sehingga rangkaiannya seperti dtunjukkan pada Gambar 8a. Perhatikan bahwa konduktansi output hoe tidak diabaikan. Dari gambar tsb dibuat rangkaian ekivalennya seperti ditunjukkan pada Gambar 8b.
AC
Ib
hiehoe
hfe Ib
Re
V
AC
I
hfe Ibhoe
hoe
Rehie
Ib I+Ib
V
(b)(a)
Gambar 8, (a) Rangkaian ekivalen untuk menghitung Rofb dan (b) rangkain ekivalennya
Dari Gambar 8b, maka hambatan dalam output adalah ofbVRI
= .
Perhatikan hie dan Re dalam hubungan paralel, maka:
( ) eb ie b e b
ie e
R II h I I R Ih R
− = + → = −+
dan tegangan output V adalah:
Bab VE, Umpan Balik Negatif Hal 226
Sastra Kusuma Wijaya FISIKA FMIPA UI Diktat Elektronika I
( )fe b feie b b ie
oe oe oe oe
h I hI IV h I I hh h h h
= − + − = − +
dengan menggunakan hasil Ib sebelumnya maka fee
ieoe ie e oe
hR IIV hh h R h
⎛ ⎞= + +⎜ ⎟+ ⎝ ⎠
.
Sehingga hambatan dalam output Rofb=V/I diperoleh sebesar: 1 1 fe fee e
ofb ieoe ie e oe oe ie e oe
h hR RR hh h R h h h R h
⎛ ⎞= + + ≈ +⎜ ⎟+ +⎝ ⎠
Umpan balik tegangan shunt
Sesuai dengan namanya arus diumpan balik secara paralel ke tegangan input yang akan diperoleh tegangan output. Blok diagram umpan balik arus seri ditunjukkan pada Gambar 9 dan contoh rangkaian diberikan pada Gambar 10.
Ai
β
V s Vo
IoRs Is Ii
If=βIo
Gambar 9, Blok diagram NFB tipe tegangan shunt
VCC
RCRf
Is Ib
If
Vs
Vo
Gambar 10, Contoh NFB tegangan shunt pada CE
Bab VE, Umpan Balik Negatif Hal 227
Sastra Kusuma Wijaya FISIKA FMIPA UI Diktat Elektronika I
Dari Gambar 10 arus yang masuk ke terminal basis adalah Ib = Is -If dan ada umpan balik tegangan shunt. Pada hambatan Rf akan terjadi efek Miller (yaitu seolah-olah nilai hambatan Rf menjadi lebih kecil) seperti ditunjukkan pada Gambar 11.
VCC
Vo
RC
Rf1-Av
Vs
Gambar 11, Rangkaian CE setelah Rf diganti dengan hambatan Miller
Dari Gambar 11 diperoleh Ib = Vs/hie dan dengan menggunakan
pendekatan Avfb = Av maka fe cvfb
ie
h RA
h= − , sehingga arus umpan balik
didapat (1 )s v s s vf
f f
V A V V AIR R− −
= = , dengan Av negatif. Jika input
diberi sinyal tak ideal berarti ada hambatan sumber sebesar Rs, namun penguatan tegangan praktis tidak berubah yaitu Av = Vo/Vbe. Contoh rangkaian dengan hambatan sumber diberikan pada Gambar 12.
VCC
Vo
RC 5 k
Vs
Rs
Rf
50 k
2,5 k
Gambar 12, Contoh dengan hambatan sumber.
Bab VE, Umpan Balik Negatif Hal 228
Sastra Kusuma Wijaya FISIKA FMIPA UI Diktat Elektronika I
Dengan menyadari bahwa Av >> 1, maka berarti juga If > Ib dengan demikian If = Vs/Rs yaitu dengan mengabaikan Vbe. Selanjutnya tegangan output Vo = - If Rf = - Vs/Rs Rf. Dengan demikian diperoleh : A
VV
RRvfb
o
s
f
s= = − . Hasil ini menunjukkan bahwa ada
pembalikan fasa, dan dipergunakan sebagai prinsip dari penguat inverting.
Hambatan dalam output
Untuk menghitung hambatan dalam output rangkaian ekivalen tsb dibah menjadi rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar 13 yaitu dengan meng-hubung-singkatkan sinyal sumber Vs dan membuka output.
AC
Ihfe Ib
I - hfe Ib
Ib
hieRs
Rf
I - (1
- h fe
) Ib
Gambar 13, Rangkaian ekivalen untuk mencari hambatan dalam output
Dari gambar tsb maka V = (I - hfe Ib) Rf + hie Ib. Terlihat juga bahwa antara hie dan Rs pada Gambar 13. Terhubung secara paralel, maka tegangan pada Rs sama dengan tegangan pada hie atau hie Ib = [I -(1 - hfe) Ib] Rs , karena arus yang mengalir di Rs adalah Irs = I -(1 - hfe) Ib seperti yang ditunjukkan pada Gambar 13. Sehingga arus yang
mengalir ke kaki basis adalah (1 )
sb
ie fe s
IRIh h R
=+ +
. Hambatan dalam
output dihitung dari Rofb = V/I sehingga :
(1 )( ) s
ie fe s
IRfe b f ie h h R
ofb
I h I R hVRI I
+ +− += = .
Bab VE, Umpan Balik Negatif Hal 229
Sastra Kusuma Wijaya FISIKA FMIPA UI Diktat Elektronika I
Dengan menggunakan hasil Ib di atas maka
( )(1 ) (1 )
fe s fie sofb f
ie fe s ie fe s
h R Rh RR Rh h R h h R
= + −+ + + +
dan dengan pendekatan
hfe > 1 diperoleh :
( )ie s fofb
ie fe s
h R RR
h h R+
=+
Perhatikan bahwa untuk menghitung hambatan output Ro = Rofb // Rc, yaitu seolah menghubungkan Rc dengan ground. Dari Gambar 12 jika menggunakan transistor dengan hfe = 80 dan hie = 1,5 kΩ, maka didapat:
fe c bov
be ie b
h R IVAV h I
= = − = - 267
fovfb
s s
RVAV R
= = − = -20
//1
fifb ie
v
RR h
A=
− = 165 Ω
( )ie f sofb
ie fe s
h R RR
h h R+
=+
= 391 Ω
Hambatan output Rc // Rofb = 362 Ω Umpan balik arus shunt
Tegangan diumpan balik secara paralel ke tegangan input berasal arus seri yang diperoleh dari arus output. Blok diagram umpan balik arus seri ditunjukkan pada Gambar 14 dan contoh rangkaian diberikan pada Gambar 15.
Bab VE, Umpan Balik Negatif Hal 230
Sastra Kusuma Wijaya FISIKA FMIPA UI Diktat Elektronika I
Ai
β
V s Vo
IoRs Is Ii
If=βIo Io
Io
Gambar 14, Blok diagram NFB arus shunt
VCC
RC1
Vs
RC2
Re2Rs
Rf
If
Ib1Is
Gambar 15, Contoh rangkaian NFB arus shunt
Penguatan arus Ai = Io/Ii, karena ada umpan balik negatif Ii = Is - If dengan If = β Io. Contoh dari rangkaian NFB tipe arus shunt ditunjukkan pada Gambar 15. Perhatikan pada Gambar 15 komponen bias tidak ditunjukkan hal ini maksudnya untuk mempermudah. Parameter transistor tsb adalah : hfe = 80, hie = 2 kΩ. Sedangkan hambatan Rs, Rc1, Rc2, dan Rc1 masing-masing adalah 1 kΩ, 10 kΩ, 470 Ω dan 100 Ω. Sedangkan Rf = 1,5 kΩ. Dengan menggunakan pendekatan Ve2 >> , maka faktor umpan balik β dilakukan dengan cara : (perhatikan Gambar 16).
Bab VE, Umpan Balik Negatif Hal 231
Sastra Kusuma Wijaya FISIKA FMIPA UI Diktat Elektronika I
V S
AC
AC
RC2
hfe2 Ib2
RE2
hie2
RC1
Ib2
IfRf
Io
Ib1Is
Rs
hfe1 Ib1
hie1 Vo
Gambar 16, Rangkaian ekivalen dari rangkaian pada Gambar 15.
2
2
1/1/
o f fs e
f f f e
I I RI RI I R R
−= = = , selanjutnya 2
2
f e
o e f
I RI R R
β = =+
=
1/16
dan 12 1
1 2
co fe b fe fe b
c i
RI h I h h IR R
= − = − ×−+
= 3270 Ib1
dengan 2 (1 )( // )i ie fe e fR h h R R= + + ~ 9,6 kΩ,
dan Is = β Ib1 + Ib1 = ( 1+ β) Ib1 = 205 Ib1,
dengan demikian 1
o oifb
s f b
I IAI I I
= =+
~ 16
Sedangkan hambatan dalam input 1beifb
s
VRI
=
Penguatan tegangan 2
1
o o cvfb
be s if
V I RAV I R
= = = 775
Bab VE, Umpan Balik Negatif Hal 232
Sastra Kusuma Wijaya FISIKA FMIPA UI Diktat Elektronika I
sedangkan `
s ifs
be s
R RVV R
+= = 104
Dengan demikian didapat penguatan tegangan o
s
VV
= 775/104 = 7,5
ELEKTRONIKA ANALOG Pertemuan 6
KARAKTERISTIK PENGUAT UMPAN-BALIK
(lanjutan)
Skema penguat umpan-balik tunggal diperlihatkan pd gambar berikut.
Skema penguat umpan-balik tunggal
Sinyal masuk Xi, sinyal keluar Xo, sinyal umpan-balik Xf, dan perbedaan sinyal Xd
masing-masing menunjukkan tegangan atau arus. A merupakan perbandingan
tegangan (arus) masuk dan tegangan (arus) keluar dari penguat dasar (= Av).
Besaran β merupakan perbandingan tegangan (arus) umpan-balik dan tegangan
(arus) keluaran. Pada gambar di atas, sinyal Xd didefinikan sbg:
Xd = Xs – Xf = Xi
Sinyal Xd merupakan perbedaan sinyal masuk dan sinyal terumpan balik ke
masukan, sehingga juga disebut sinyal selisih, sinyal kesalahan, atau sinyal
perbandingan.
Penguat dasar yang digunakan pada skema di atas dapat berupa penguat
tegangan, penguat transhantaran, penguat arus, maupun penguat
1
transhambatan yg dihubungkan dgn konfigurasi umpan balik. Perhatikan gambar
berikut.
Penguat tegangan dengan umpan balik tegangan seri
Penguat transhantaran dengan umpan balik arus seri
Penguat arus dengan umpan balik arus shunt
2
Penguat transhambatan dengan umpan balik tegangan shunt
Faktor transmisi balik β didefinisikan sbg:
o
f
XX
≡β
Faktor transmisi balik β ini dapat berupa bilangan riil positif atau negatif.
Perolehan pindah (transfer gain) A didefinisikan sbg:
i
o
XXA ≡
Dan perolehan dengan umpan balik Af didapatkan sbb.
AA
XXA
s
of β+
=≡1
Jika |Af| < |A|, maka umpan balik dikatakan negatif (degeneratif) dan jika
|Af| > |A|, maka umpan balik dikatakan positif (regeneratif). Dari persamaan di
atas maka perolehan dari penguat dengan umpan balik adalah perolehan
penguat dasar ideal dibagi faktor |1+βA|.
Pada gambar skema penguat umpan-balik tunggal di atas, tampak bahwa sinyal
Xd dilipatgandakn oleh A saat melalui penguat, kemudian dilipatgandakan oleh β
saat melalui umpan balik, dan dikalikan -1 dalam rangkaian pencampur. Hasil
kali −Aβ disebut perolehan lingkar (loop gain) atau perbandingan balik (return
ratio). Juga didefinisikan perbedaan balik D sebagai:
3
D = 1 – (−Aβ) = 1 + Aβ
Besarnya umpan balik yg dimasukkan ke penguat juga dapat dinyatakan dalam
desibel dan didefinisikan sbb:
βAA
AN f
+==
11log20log20
Sensitivitas dari perolehan pindah didefinisikan sbg:
|1|1
AasSensitivit
β+=
Dan desensitivitas didefinisikan sbg
D = 1 + Aβ
Desensitivitas adalah nama lain dari perbedaan balikan. Sehingga perolehan
umpan balik dapat dinyatakan kembali sbg:
DAAf =
Jika |Aβ| >> 1 maka
βββ1
1=≈
+=
AA
AAAf
Sehingga penguatan dapat dibuat hanya bergantung pada rangkaian umpan
balik saja.
Resistansi Masuk
Umpan Balik Tegangan Seri
Rangkaian ganti Thevenin umpan balik tegangan seri diperlihatkan pada gambar
berikut. Dari rangkaian diperoleh:
Vs = Ii Ri + Vf = Ii Ri + β Vo
iiVLo
Livo RIA
RRRVAV =
+=
Dengan
4
Lo
Lv
i
oV RR
RAVVA
+=≡
Dan resistansi masuk dapat diperoleh
)1( Vii
sif AR
IV
R β+==
vA adl perolehan tegangan rangkaian terbuka tanpa umpan balik, dan adl
perolehan tegangan tanpa umpan balik dgn memperhitungkan beban R
VA
L, atau
dapat dinyatakan sbb
VL
v AR
A∞→
=lim
Rangkaian ganti Thevenin umpan balik tegangan seri
Umpan Balik Arus Seri
Dengan memperhatikan gambar penguat transhantaran dengan umpan balik
arus seri di atas, dapat diperoleh:
)1( Miif GRR β+=
Dan
Lo
om
i
oM RR
RGVIG
+=≡
5
Dengan Gm adl transhantaran hubung singkat dan GM adl transhantaran tanpa
umpan balik dengan memperhitungkan beban.
Umpan Balik Arus Shunt
Rangkaian ganti Norton umpan balik arus shunt diperlihatkan pada gambar
berikut.
Rangkaian ganti Norton umpan balik arus shunt
Dari rangkaian diperoleh:
Is = Ii + If = Ii + βIo
Dan
iILo
ioio IA
RRIRAI =
+=
Sehingga
)1( Iis AII β+=
Dengan
Lo
oi
i
oI RR
RAIIA
+=≡
Dalam hal ini Ai adl perolehan arus hubung singkat dengan memperhitungkan Rs.
adl perolehan arus hubung singkat dan adl perolehan arus tanpa umpan
balik dgn memperhitungkan beban R
iA IA
L, atau dapat dinyatakan sbb
6
IL
i AR
A0
lim→
=
Dan resistansi masuk dapat diperoleh
I
i
Ii
i
i
sif A
RAI
VIVR
ββ +=
+==
1)1(
Ingat bahwa definisi
i
ii I
VR =
Umpan Balik Tegangan Shunt
Dengan memperhatikan gambar penguat transhambatan dengan umpan balik
teggangan shunt di atas, dapat diperoleh:
M
iif R
RR
β+=
1
Dengan
Lo
Lm
i
oM RR
RRI
VR+
=≡
Rm adl transhambatan rangkaian terbuka, sedangkan RM adl transhambatan
tanpa umpan balik dengan memperhitungkan beban, atau dapat dinyatakan
ML
m RR
R∞→
=lim
Resistansi Keluar
Umpan Balik Tegangan Seri
Resistansi keluar dengan umpan balik tegangan seri dinyatakan sbg
v
oof A
RR
β+=
1 (perhatikan bukan ) vA VA
7
Resistansi keluar dengan umpan balik yang memasukkan RL dinyatakan sbg
)/(1)/(
'
LoLv
LoLo
Lof
Lofof
RRRARRRR
RRRR
R
+++
=
+=
β
Resistansi keluar dengan umpan balik yang memasukkan RL juga dapat diperoleh
dengan cara:
V
oof A
RR+
=1
''
Dengan adl resistansi keluar tanpa umpan balik dengan RLoo RRR ||' = L
dipandang sebagai bagian dari penguat.
Umpan Balik Arus Seri
Resistansi keluar dengan umpan balik arus seri dinyatakan sbg
)1( moof GRR β+=
Dan
)1()1(''
M
moof G
GRRββ
++
=
Umpan Balik Arus Shunt
Resistansi keluar dengan umpan balik arus shunt dinyatakan sbg
)1( ioof ARR β+=
Dan
)/(11'
Looi
i
Lo
Lo
Lof
Lofof RRRA
ARR
RRRR
RRR
+++
+=
+=
ββ
Atau
8
)1()1(''
I
ioof A
ARRββ
++
=
Jika RL = ∞, AI = 0, dan maka oo RR ='
ofioof RARR =+= )1(' β
Umpan Balik Tegangan Shunt
Resistansi keluar dengan umpan balik tegangan shunt dinyatakan sbg
m
oof R
RRβ+
=1
Dan
M
oof R
RRβ+
=1
''
9