Transistor dapat digunakan sebagai penguat audio dalam rangkaian amplifier audio. Transistor BJT dan MOSFET sering digunakan dalam aplikasi amplifier audio karena dapat memberikan penguatan sinyal yang besar.
Pada rangkaian amplifier audio menggunakan transistor, sinyal audio dari sumber masuk ke rangkaian melalui input, kemudian melewati capacitor coupling untuk memisahkan sinyal AC dari sinyal DC. Sinyal audio kemudian diteruskan ke transistor penguat (biasanya menggunakan transistor BJT atau MOSFET), di mana sinyal audio diperkuat menjadi sinyal yang lebih besar. Selanjutnya, sinyal diteruskan ke output dan dihubungkan ke speaker.
Untuk mendapatkan penguatan arus dan tegangan yang optimal, pengaturan bias (biasing) pada transistor sangat penting. Biasing pada transistor dilakukan dengan menambahkan resistor dan capacitor pada rangkaian dasar transistor, sehingga arus dan tegangan pada transistor dapat diatur sesuai kebutuhan. Selain itu, juga diperlukan pengaturan feedback untuk menjaga kestabilan sinyal dan mengurangi distorsi.
Pemilihan jenis transistor, pengaturan bias, dan pengaturan feedback yang tepat sangat penting dalam merancang amplifier audio yang berkualitas tinggi.
Transistor Final Amplifier Audio Daya Tinggi Yang Bagus Untuk Bass
Bass/Subbass Membutuhkan daya dorong ysng lebih besar
Suara bass atau subwoofer membutuhkan amplifier dengan daya yang lebih besar karena frekuensi bass membutuhkan energi yang lebih besar untuk dihasilkan. Dalam sistem audio, penguat untuk subwoofer biasanya memiliki daya yang lebih besar dari penguat untuk driver treble atau midrange. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa suara bass memiliki panjang gelombang yang lebih panjang, sehingga membutuhkan perpindahan udara yang lebih besar untuk dihasilkan. Selain itu, subwoofer juga digunakan untuk memproduksi nada rendah yang sangat dalam, sehingga memerlukan lebih banyak daya untuk dihasilkan.
Dalam merancang rangkaian transistor penguat amplifier daya besar, pemilihan transistor yang tepat sangat penting. Transistor yang digunakan harus mampu menangani tegangan dan arus yang besar tanpa mengalami kerusakan atau overheating. Selain itu, pengaturan bias pada transistor juga harus disesuaikan dengan kondisi kerja dan tegangan masukan yang diinginkan.
Ketika merancang rangkaian transistor penguat amplifier daya besar, juga penting untuk memperhatikan desain pendingin (heat sink) yang tepat, sehingga suhu pada transistor dapat dikendalikan dengan baik dan mencegah kerusakan pada transistor.
Seri transistor daya yang paling bagus untuk amplifier pendorong subwoofer pada sound profesional mungkin berbeda-beda tergantung pada kebutuhan spesifik dari rangkaian yang dirancang dan karakteristik subwoofer yang digunakan. Namun, beberapa seri transistor yang sering digunakan untuk aplikasi tersebut adalah seri 2SC, seri 2SA, seri MJL, dan seri TIP.
Baca juga: Berapa Ampere Trafo dan Berapa Set Jumlah Transistor final Yang dibutuhkan?
Beberapa merk transistor daya amplifier yang banyak digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan penguatan daya besar adalah:
- Toshiba: transistor seri 2SC, 2SA
- Fairchild Semiconductor: transistor seri FJ, FJA, FJP
- STMicroelectronics: transistor seri TIP, MJ, MJE
- ON Semiconductor: transistor seri MJL, MJE, TIP
- Texas Instruments: transistor seri TIP, MJ, MJE
- Sanken Electric Co., Ltd. transistor seri Sanken,
Transistor daya amplifier dan spesifikasinya yang umum digunakan:
Seri 2SC dan 2SA dari Toshiba:
Tegangan kolektor maksimum (Vce): hingga 180 V
Arus kolektor maksimum (Ic): hingga 15 A
Daya maksimum: hingga 150 W
Frekuensi maksimum: hingga 150 MHz
Seri FJ, FJA, dan FJP dari Fairchild Semiconductor:
Tegangan kolektor maksimum (Vce): hingga 400 V
Arus kolektor maksimum (Ic): hingga 20 A
Daya maksimum: hingga 200 W
Frekuensi maksimum: hingga 100 MHz
Seri TIP, MJ, dan MJE dari ON Semiconductor:
Tegangan kolektor maksimum (Vce): hingga 400 V
Arus kolektor maksimum (Ic): hingga 20 A
Daya maksimum: hingga 150 W
Frekuensi maksimum: hingga 150 MHz
Seri MJL, MJE, dan TIP dari Texas Instruments:
Tegangan kolektor maksimum (Vce): hingga 350 V
Arus kolektor maksimum (Ic): hingga 20 A
Daya maksimum: hingga 200 W
Frekuensi maksimum: hingga 100 MHz
Seri 2sc/2sa sanken dariSanken Electric Co., Ltd.
Tegangan kolektor maksimum (VCEO): 230V
Arus kolektor maksimum (IC): 15A
Daya maksimum (Pc): hingga 200W
Frekuensi cutoff (fT): 30MHz
Hfe: 55-220
Jenis paket: TO-3P, TO-264, dan lain-lain tergantung tipe transistor
Nilai-nilai lain seperti hFE (faktor penguatan DC), fT (frekuensi cut-off), dan VCE(sat) (tegangan jenuh kolektor-emitter) akan bervariasi tergantung pada seri dan tipe transistor yang digunakan. Perlu diperhatikan bahwa pemilihan transistor yang tepat harus disesuaikan dengan kebutuhan spesifik dari rangkaian yang dirancang dan harus memperhatikan spesifikasi dan karakteristik dari transistor tersebut. Dalam merancang rangkaian transistor daya amplifier, juga harus diperhatikan karakteristik thermal dari transistor tersebut dan harus menggunakan heat sink yang tepat untuk mencegah overheating.
Beberapa transistor yang banyak digunakan untuk power daya tinggi
- TIP41, TIP42 – Seri transistor NPN-PNP ini biasa digunakan dalam rangkaian power amplifier untuk audio dengan daya output hingga 100 watt.
- MJL21193, MJL21194 – Seri transistor NPN-PNP ini memiliki tegangan kolektor maksimum hingga 250 V dan arus kolektor maksimum hingga 16 A. Transistor ini cocok untuk digunakan dalam rangkaian power amplifier dengan daya output hingga 200 watt.
- 2SC5200, 2SA1943 – Seri transistor NPN-PNP ini memiliki tegangan kolektor maksimum hingga 230 V dan arus kolektor maksimum hingga 15 A. Transistor ini cocok untuk digunakan dalam rangkaian power amplifier dengan daya output hingga 150 watt.
- MJE15030, MJE15031 – Seri transistor NPN-PNP ini memiliki tegangan kolektor maksimum hingga 250 V dan arus kolektor maksimum hingga 8 A. Transistor ini cocok untuk digunakan dalam rangkaian power amplifier dengan daya output hingga 100 watt.
Namun, perlu diingat bahwa pemilihan transistor yang tepat harus disesuaikan dengan kebutuhan spesifik dari rangkaian yang dirancang dan karakteristik subwoofer yang digunakan. Pemilihan transistor yang salah dapat menyebabkan kerusakan pada rangkaian.
Baca juga : Ciri-ciri Transistor Final Amplifier Yang Asli Original, KW Atau Palsu
Angka pada model transistor menunjukkan spesifikasi dan karakteristik tertentu dari transistor, seperti tegangan kolektor maksimum (Vce), arus kolektor maksimum (Ic), faktor penguatan DC (hFE), dan lain sebagainya.
Contohnya, transistor BJT seri 2N memiliki nomor model seperti 2N2222, 2N3904, 2N3055, dan sebagainya. Angka pada nomor model ini mengacu pada spesifikasi dan karakteristik transistor, seperti 2N2222 yang memiliki Vce maksimum 60 V, Ic maksimum 800 mA, dan hFE antara 100 hingga 300. Sementara itu, 2N3904 memiliki Vce maksimum 40 V, Ic maksimum 200 mA, dan hFE antara 100 hingga 300.
Dalam memilih transistor, penting untuk memperhatikan seri dan nomor model yang sesuai dengan kebutuhan spesifik dari rangkaian yang dirancang. Setiap seri dan nomor model memiliki karakteristik yang berbeda dan harus dipilih dengan hati-hati untuk memastikan kinerja yang optimal dan aman dari rangkaian tersebut.
Beberapa jenis transistor daya tinggi cocok untuk Pendorong speaker subbass
Beberapa jenis transistor daya tinggi yang cocok untuk digunakan sebagai penguat pendorong bass pada amplifier audio antara lain:
- TIP41 dan TIP42
- MJ15003 dan MJ15004
- 2N3055 dan MJ2955
- TIP35 dan TIP36
- 2SC5200 dan 2SA1943
Transistor-transistor tersebut telah terbukti mampu memberikan output daya yang besar dan dapat bekerja pada frekuensi audio yang rendah, sehingga cocok untuk digunakan sebagai penguat pendorong bass pada amplifier audio. Namun, pemilihan transistor yang tepat juga tergantung pada desain amplifier audio yang digunakan dan kebutuhan daya yang diinginkan.
Cara meningkatkan Daya power amplifier
Karena pada dasarnya frekwensi subbass membutuhkan dorongan daya dari power amplifier yang lebih besar, maka teknik-teknik memparalel transistor final dilakukan untuk meningkatkan daya keluaran. Dalam rangkaian paralel, beberapa transistor dihubungkan secara paralel untuk membentuk rangkaian output yang lebih kuat.
Transistor daya yang dihubungkan secara paralel dapat meningkatkan daya output karena setiap transistor yang dihubungkan akan membagi arus dan tegangan yang dihasilkan oleh rangkaian. Dengan cara ini, setiap transistor akan membantu untuk menghasilkan bagian dari sinyal output, sehingga output keseluruhan menjadi lebih kuat.
Misalnya, jika kita mempunyai dua transistor daya yang masing-masing dapat menghasilkan output 50 watt, maka jika kedua transistor tersebut dihubungkan secara paralel, maka total daya output yang dapat dihasilkan menjadi 100 watt. Oleh karena itu, semakin banyak transistor yang dihubungkan secara paralel, semakin besar pula daya output yang dapat dihasilkan.
Namun, perlu diperhatikan bahwa merangkai transistor secara paralel juga memiliki beberapa risiko seperti ketidakseimbangan arus yang dapat memperpendek umur transistor. Oleh karena itu, perlu dilakukan perhitungan yang tepat dan penggunaan transistor yang seimbang untuk menghindari kerusakan pada rangkaian.
Berikut adalah langkah-langkah untuk merangkai transistor daya audio secara paralel:
- Pertama-tama, tentukan jumlah transistor yang akan dihubungkan secara paralel. Jumlah transistor yang digunakan tergantung pada daya output yang diinginkan.
- Hubungkan kolektor transistor-transistor tersebut ke satu resistor beban. Resistor beban ini berfungsi untuk mengatur arus yang masuk ke speaker.
- Hubungkan basis transistor-transistor tersebut ke resistor bias. Resistor bias ini berfungsi untuk memberikan tegangan bias ke transistor agar dapat bekerja dalam keadaan aktif.
- Pastikan bahwa tegangan yang digunakan untuk menggerakkan rangkaian paralel ini cukup untuk menyalakan semua transistor dengan sempurna. Jika tegangan terlalu rendah, beberapa transistor mungkin tidak aktif dan mengurangi kemampuan rangkaian.
- Terakhir, pastikan bahwa semua transistor memiliki karakteristik yang sama, seperti jenis, ukuran, dan nilai arus. Hal ini penting agar transistor-transistor tersebut dapat bekerja bersama dengan efisien dan memberikan daya output yang stabil.
Namun, perlu diingat bahwa merangkai transistor secara paralel juga memiliki beberapa risiko seperti ketidakseimbangan arus yang dapat memperpendek umur transistor. Oleh karena itu, perlu dilakukan perhitungan yang tepat dan penggunaan transistor yang seimbang untuk menghindari kerusakan pada rangkaian.
Menghitung jumlah transistor daya audio yang dipararel
Untuk menghitung jumlah transistor daya audio yang diparalel, arus, voltase, dan daya output dalam RMS, diperlukan beberapa data tambahan seperti nilai daya output yang diinginkan, tegangan yang digunakan untuk menggerakkan rangkaian, nilai resistor beban, dan karakteristik transistor daya yang akan digunakan. Berikut adalah langkah-langkah umum untuk menghitungnya:
- Tentukan nilai daya output yang diinginkan dalam RMS. Misalnya, jika kita ingin menghasilkan output sebesar 100 watt RMS, maka nilai daya output adalah 100 watt RMS.
- Tentukan nilai tegangan yang digunakan untuk menggerakkan rangkaian. Misalnya, jika kita menggunakan tegangan sebesar 40 VDC, maka nilai tegangan adalah 40 V.
- Hitung nilai arus yang dibutuhkan untuk mencapai daya output yang diinginkan dengan menggunakan rumus P = V x I, dimana P adalah daya output dalam watt, V adalah tegangan, dan I adalah arus dalam ampere. Sebagai contoh, jika kita ingin menghasilkan daya output sebesar 100 watt RMS pada tegangan 40 V, maka arus yang dibutuhkan adalah 2,5 A RMS.
- Tentukan nilai resistor beban yang digunakan pada rangkaian. Resistor beban ini harus dipilih sedemikian rupa sehingga dapat menahan arus yang dihasilkan oleh transistor-transistor yang dihubungkan secara paralel. Misalnya, jika kita menggunakan resistor beban sebesar 4 ohm, maka nilai resistor beban adalah 4 ohm.
- Tentukan karakteristik transistor daya yang akan digunakan, seperti jenis transistor, tegangan kerja, arus kerja, dan hfe (gain). Hal ini diperlukan untuk menentukan jumlah transistor yang dibutuhkan untuk menghasilkan arus yang cukup untuk mencapai daya output yang diinginkan.
- Hitung jumlah transistor yang dibutuhkan dengan menggunakan rumus I = (P / V) / (hfe x Ic), dimana I adalah arus basis, P adalah daya output dalam watt, V adalah tegangan, hfe adalah gain transistor, dan Ic adalah arus kolektor dalam ampere. Sebagai contoh, jika kita menggunakan transistor dengan hfe sebesar 50, arus kerja sebesar 10 A, dan tegangan kerja sebesar 40 V, maka jumlah transistor yang dibutuhkan untuk menghasilkan arus 2,5 A adalah sekitar 5 transistor.
Setelah jumlah transistor daya yang dibutuhkan ditentukan, transistor dapat dihubungkan secara paralel dan rangkaian dapat dirakit dengan memperhatikan nilai resistor beban yang sesuai. Perlu diingat bahwa perhitungan ini hanya bersifat umum dan sebaiknya dilakukan oleh orang yang berpengalaman dalam merancang rangkaian elektronik.
Artikel di Update pada April 6, 2023 12:46 pm