Rangkaian Penguat Penyangga (Buffer) Elektronika Dasar [Multisim] - kakangnurdin.com

Baik, pada kesempatan kali ini kita akan bersama-sama mempelajari dan memahami mengenai apa itu rangkaian buffer ?

Pada saat kapan rangkaian penguatan buffer dipergunakan ?

Kemudian,

Dimana kita dapat menemukan implementasi rangkaian buffer ?

Dan juga,

Kita akan melakukan percobaan sederhana mengenai perancangan rangkaian buffer menggunakan software multisim, untuk mengetahui seperti apa rangkaian buffer dapat bekerja,

Baik, kita langsung mulai saja.

Apa itu penguat penyangga (rangkaian buffer) ?

Penyangga tegangan atau rangkaian buffer adalah penguat kolektor bersama atau pengikut emitor. Penguat buffer berfungsi untuk penyesuaian impedansi tanpa mengurangi besarnya tegangan isyarat, walaupun pada aktualnya terdapat pengurangan tegangan tetapi tidak terlalu berpengaruh. Penguat kolektor bersama ini merupakan penguat arus dan bukan merupakan penguat tegangan. Penguat buffer ini memiliki tegangan input (Vin) dan memiliki tegangan output (Vout) yang sama.

Vin = Vout

Berbeda dengan nilai arus. Arus input atau arus masukan memiliki nilai yang lebih kecil sedangkan arus keluarannya akan memiliki nilai yang lebih besar.

Pada penguat buffer ini, tegangan output diambil dari terminal emitor pada suatu transistor yang digunakannya, dan nilainya selalu sedikit lebih rendah dari pada tegangan input.

Mengapa demikian.

Hal ini dikarenakan adanya jatuh tegangan pada persambungan emitor-basis.

Gelombang tegangan output penguat buffer ini, jika diukur pada kaki emitor maka akan sefasa dengan tegangan inputnya. Nanti kita akan buktikan dengan percobaan sederhana menggunakan simulasi multisim.

Tegangan input sama dengan tegangan output, dapat terbentuk dari rangkaian buffer menggunakan komponen Op-amp.Jika teman-teman tertarik juga untuk mempelajarinya silahkan kunjungi artikel tersebut.

Pada saat kapan rangkaian penguatan penyangga tegangan (rangkaian buffer) dipergunakan ?

Rangkaian buffer dipergunakan pada saat kedua rangkaian yang akan disambungkan memiliki perbedaan impedansi.

Jika kedua rangkaian tersebut tetap disambungkan, maka akan terjadi penurunan tegangan atau drop tegangan sehingga tidak mampu menggerakan rangkaian berikutnya.

Untuk itu diperlukan suatu rangkaian penguat buffer untuk melakukan pencocokan impedansi (impedance matching). Dengan pemasangan rangkaian buffer maka akan menyeimbangkan atau mencocokan perbedaan impedansi tersebut. Jika impedansi masukan tinggi maka dengan rangkaian penguat buffer, sisi output akan menghasilkan nilai impedansi yang rendah. 

Rangkaian ini dapat dibuat dengan membangun common emitter yang digunakan sebgai pengikut tegangan (Voltage Follower).

Dimana kita dapat menemukan implementasi rangkaian buffer ?

Rangkaian penyangga tegangan (rangkaian buffer) ini dapat juga dirancang dengan menggunakan Operational Amplifier (Op-Amp). Rangkaian buffer dengan menggunakan Op-Amp akan menghasilkan tegangan keluaran yang sama percis dengan tegangan inputnya.

Rangkaian buffer banyak di temukan pada amplifier-amplifier disekitar kita. Misalnya, amplifier yang biasa kita gunakan untuk gitar listrik.

Apa itu amplifier ?

Amplifier merupakan peralatan semikonduktor yang memiliki input impedansi sangat rendah. Amplifier biasanya dihubungkan dengan pick up, jika amplifier di paksakan untuk tetap dihubungkan dengan pick up maka akan timbul cacat tegangan yang menggangu, untuk itu solusinya adalah dengan menambahkan rangkaian penyangga yang biasa disebut penguat buffer atau impedance matcher atau voltage follower.

Akan sangat berbeda dengan amplifier yang menggunakan tabung hampa sebagai penguatannya. Bahwa tabung hampa mempunyai impedansi yang sangat tinggi, dan tidak memiliki masalah apapun dengan inputnya sehingga dapat langsung dihubungkan dengan output gitar listrik tanpa memerlukan penyangga tegangan rangkaian buffer. 

Gambar Tabung Hampa - Pixabay.com

Untuk selanjutnya kita langsung saja melakukan praktek sederhana dengan merangkai penyangga tegangan rangkaian buffer menggunakan software multisim berikut ini.

Praktek berikut merupakan pengikut tegangan yang dibuat dengan transistor biasa. Sesuai dengan karakteristiknya, rangkaian ini sangat cocok untuk menyangga dari impedansi yang tidak terlalu tinggi dan diteruskan pada impedansi yang lebih rendah.

Biasanya sering digunakan untuk menghubungkan alat yang satu dengan alat yang lainnya. Misalnya saja pada hubungan satu arah. Hal ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya feed back.

Rangkaian yang saya dapatkan berikut ini bersumber dari website resminya multisim.com dengan judul rangkaian buffer sinyal kecil by Pak Wisnu Djatmiko.

Ok, kita langsung saja.

Bahan dan peralatan apa saja yang kita butuhkan untuk membuat rangkaian penyangga tegangan (rangkaian buffer) ini

Komponen dan peralatan yang dibutuhkan pada percobaan kali ini menggunakan Transistor, Function generator, DC Power, Oscilloscope, Kapasitor dan Resistor. Baik, kita lihat spesifikasi detailnya berikut ini :

1. Transistor Bipolar Transistor 15V 1A fT;440MHz typ. NPN Single MCPH3
2. Function generator, frekuensi 1 kHz ; amplitude 10 mVp (1 buah)
3. DC Power, 12 Vdc (1 buah)
4. Oscilloscope (1 buah)
5. Kapasitor 100 uF (1 EA)
6. Kapasitor 10 uF (2 EA)
7. Resistor 37 k ohm (1 EA)
8. Resistor 47 k ohm (1 EA)
9. Resistor 4k7 ohm (1 EA)
10. Resistor 10 k ohm (1 EA)

Berikut ini adalah rangkaian penyangga tegangan (buffer) yang dirangkaian menggunakan multisim.

Kita lihat bagaimana gelombang input dan gelombang outputnya apakah Vin = Vout jika kita berikan frekuensi sebesar 1 khz dan amplitude 10 mVp :

Ternyata tegangan input dan tegangan outputnya sama dan sefasa. Kemudian kita ukur berapa nilai tegangan dimasing-masing chanel input dan output tegangan. Untuk tegangan input peak to peaknya terukur 19.940 mV dengan skala 10 mV/Div. Berikut gambarnya :

dan untuk nilai tegangan pada sisi output sebesar 19.667 mV dengan skala 10 mV/Div. Berikut gambarnya :

Nilai arus pada sisi input sebesar I(rms) = 344 nA dan arus pada sisi outputnya I(rms) = 701 nA. Ternyata pada sisi output arus mengalami peningkatan 2 kalinya. 

Jika tertarik lebih lanjut dengan penjelasan rangkaian penyangga tegangan (buffer) tersebut, saya sudah menyiapkan video pembelajarannya. Simak video lengkapnya berikut ini :

Demikian yang dapat saya sampaikan, kurang lebihnya mohon maaf apabila terdapat banyak kesalahan dalam penyampaian maupun isi materi rangkaian penyangga tegangan (Buffer) ini. 

Referensi :

• Rangkaian buffer
• Penyangga
• Penguat transistor. Sumarna, Jurdik Fisika
• Rangkaian buffer Pak Wisnu Djatmiko