Hallo sobat Elektro Update, pada kesempatan kali ini kita akan membahas seputar Mosfet. Amplifier atau penguat MOSFET source follower mempunyai bentuk seperti dengan penguat common source, yang membedakan dari segi rangkaiannya ialah :
- Output penguat source follower berada terminal Source, sedang output common source terletak pada terminal Drain.
- Resistor pada terminal Drain (RD) source follower mampu dihilangkan, resistor Source (RS) tidak mampu dihilangkan. Sedang common source kebalikannya yakni RS dapat dihilangkan, tetapi RD tidak dapat dihilangkan.
Dalam mendesain rangkaian penguat source follower diharapkan analisis dc dan analisis ac. Analisis dc ditujukan untuk menentukan titik kerja dc (Q) N-MOSFET sedemikian rupa semoga sinyal yang ditumpangkan pada arus dc mampu mengayun maksimum sehingga tidak ada pergantian bentuk sinyal. Analisis ac digunakan untuk menentukan penguatan rangkaian penguat.
Analisis DC
Rangkaian ekivalen analisis dc Gambar 1 ditunjukan oleh Gambar 2. Pada analisis dc, semua unsur yang terhubung dengan terminal kapasitor dan tidak terhubung pribadi dengan tegangan atau arus dc dihilangkan, sehingga pada Gambar 2 semua kapasitor dan RLoad dihilangkan.
Supaya rangkaian penguat mampu melakukan pekerjaan sesuai impian maka N-MOSFET perlu disetel pada kawasan saturasi dimana besarnya arus yang mengalir pada N-MOSFET dapat dicari dengan persamaan :
Tegangan VGS mampu dicari dengan mengurangkan tegangan pada terminal Gate dengan tegangan pada terminal Source.
Tegangan terminal Source mampu disetel dengan menunjukkan resistor dengan nilai tertentu. Karena besarnya arus terminal Drain (ID) dan arus terminal Source (IS) yaitu sama maka persamaan tegangan pada terminal Source mampu ditulis sebagai berikut :
Syarat semoga N-MOSFET bekerja pada tempat saturasi yakni dengan menyetel tegangan VGS diatas tegangan threshold (VTH) kemudian tegangan VDS lebih besar dari VGS dikurangkan dengan tegangan VTH.
Analisis AC
Rangkaian ekivalen analisis ac pada Gambar 1 ditunjukan oleh Gambar 3.
Setiap resistor input yang terhubung dengan kapasitor diparalelkan sehingga R1 dan R2 menjadi paralel. Tegangan input terminal Gate putus sebab secara teoritis tidak akan ada arus mengalir lewat terminal Gate. RLoad, ro dan RS diparalel-kan alasannya adalah terhubung pada kapasitor yang serupa.
Dari Gambar 3, impedansi input dan impedansi output mampu dituliskan sebagai berikut :
Kemudian tegangan output (Vout) dan tegangan input (Vin) mampu dituliskan selaku berikut:
Penguatan (Gain) tegangan pada N-MOSFET ialah perbandingan tegangan output pada terminal source dengan tegangan input pada terminal Gate:
Contoh soal :
VTH= 1,5 Volt
k = 4 mA/Volt , λ = 0,01/V
Cari penguatan dari N-MOSFET !
Jawaban :
Langkah pertamana : Analisis dc
IDQ = 0,5 IDmaks = 0,5 . 12mA
IDQ = 6mA
Dari nilai IDQ mampu dicari nilai VGSQ adalah :
VGSQ = 3 Volt
Dari nilai IDQ juga dapat dicari nilai VDSQ :
VDSQ= VDD - ID.RS
VDSQ= 12 Volt = 6 mA . 1kΩ
VG = [R2 / (R1 + R2)] . VDD
VG = [400k / (400k + 150k)] . 12 Volt
Langkah kedua : Analisis ac
Analisis ini bermaksud untuk mengetahui penguatan atau gain sinyal ac dengan syarat sinyal input ac harus kecil (small signal input). Dari Gambar 3 kita dapat mencari hambatan output.
Hambatan total output :
Zout = RS // ro // RLoad
ro = 1 / (0,01/V . 6mA )
ro = 166 666,6Ω = 166,7kΩ
Zout = 1kΩ // 166,7kΩ // 10kΩ
Zout = 1kΩ // 166,7kΩ // 10kΩ
Zout = 0,9kΩ = 900Ω
gm = Transkonduktansi.
Tegangan sinyal input (Vin) :
Penguatan (ΔV) :
AV = Vout / Vin
AV = [gm .Vgs . Zout] / [Vgs + (gm.Vgs . Zout)]
gm = 2k (VGSQ-VTH)2
gm = 2. 4mA/V (3V- 1,5V)2
gm = 18 mA/Volt = 0,018 A/Volt
AV = 16,2 / 17,2
AV= 0,94x
Demikian ulasan tentang MOSFET Source Follower (Common Drain Amplifier), semoga dapat bermanfaat. Salam