RSS

49 Watt Lateral Mosfet Amplifier

13 Mei

Beberapa keuntungan penggunaan Lateral Mosfet dalam audio amplifier adalah sebagai berikut:

  1. Lateral Mosfet memiliki temperature coefficient positif pada arus drain di bawah 200mA dan temperature coefficient negatif pada arus drain di atas 200mA (nilai tepatnya lihat datasheet masing-masing lateral mosfet tersebut). Hal ini menyebabkan tidak perlunya sensor suhu untuk membuat arus bias stabil. Jika arus drain di atas 200mA dan suhu naik maka arus drain akan turun.
  2. Lateral Mosfet aman terhadap secondary breakdown. Proteksi terhadapa lateral mosfet cukup dengan VI limiter.
  3. Lateral Mosfet sangat handal dan jarang rusak, namun proteksi dengan sekering terhadap arus lebih tidak boleh diabaikan.
  4. Tidak ada cacat karena pengaruh kecepatan ON/OFF pada kelas AB.
  5. Besarnya arus bias tidak kritis.
  6. Lateral Mosfet memiliki bandwidth yang jauh lebih lebar (>= 250 MHz) daripada transistor bipolar.

Namun selain keuntungan tersebut, lateral mosfet juga memiliki beberapa kerugian dibandingkan dengan transistor bipolar, yaitu:

  1. Arus bias lateral mosfet lebih tinggi, umumnya antara 100 – 200 mA untuk kelas AB.
  2. Resistansi drain – source yang cukup tinggi menyebabkan tegangan saturasi drain – source yang cukup besar. Ini menyebabkan maksimal daya yang dihasilkan untuk tegangan power supply yang sama, lebih kecil daripada transistor bipolar.
  3. Transkonduktansi (arus keluaran dibagi tegangan masukan) lateral mosfet lebih kecil, sehingga untuk penggunaan pada rangkaian yang sama, lateral mosfet kurang linier.
  4. Lebih rentan terhadap osilasi. Untuk meredam osilasi biasanya dipakai resistor pada gate. Kadang-kadang perlu rangkaian zobel yang sangat dekat dengan masing-masing kaki source, umumnya dengan 1 Ohm dan 1nF.
  5. Harga lateral mosfet sangat tinggi.

Implemansi amplifier yang sederhana namun berkualitas tinggi dengan menggunakan lateral mosfet adalah sebagai berikut.

LTP_LATERAL

Ini adalah amplifier dengan umpan balik tegangan. Bagian input memakai LTP yang dibentuk oleh Q3 dan Q4. Sumber arus LTP menggunakan Q1 dan Q2, yaitu sebesar 3mA. Kemudian beban LTP memakai cermin arus Q7 dan Q8. R1 dan R2 menurunkan penguatan tegangan LTP dan menaikkan slew rate nya. R7 dan R8 untuk mengatasi ketidaksamaan VBE dari Q7 dan Q8.
Bagian VAS memakai konfigurasi darlington atau beta enhanced (istilah dari Douglas Self), yang dibentuk oleh Q9 dan Q6. Konfigurasi ini akan menurunkan cacat dibandingan dengan satu transistor. Beban VAS memakai sumber arus Q5 yang besarnya adalah 18,4mA. Arus sebesar ini adalah untuk men-drive kapasitansi gate-source lateral mosfet yang cukup tinggi. Sehingga akan menghasilkan slew rate yang tinggi. Q5 dan Q6 perlu dipasang pada pendingin. Jika arus VAS kecil maka lateral mosfet perlu di drive oleh transistor bipolar yang dikonfigurasikan sebagai emitter follower. Namun rancangan ini diusahakan sesederhana mungkin, jadi pemilihan arus VAS yang tinggi diutamakan.
Arus bias diatur oleh R16 sebesar 200mA. Cara pengaturan arus bias adalah dengan mengukur tegangan pada R23 atau R24 dengan sekering tidak dipasang. Setelah arus bias diatur, pasang kembali sekeringnya.
Penguatan tegangan sebesar 1 + (R19 / R13) yaitu 23x atau 27dB.

Hasil Simulasi

Total Harmonic Distortion (THD)

Kondisi

0.001227%

30Watt rms, 8Ohm, 1kHz

0.025938%

30Watt rms, 8Ohm, 20kHz

Slew rate sebesar 75V/µS.
Daya maksimal 49 Watt rms pada 8 Ohm atau 75 Watt rms pada 4 Ohm.

 
Tinggalkan komentar

Ditulis oleh pada 13 Mei 2014 in Audio, Uncategorized

 

Tag: , , ,

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
%d blogger menyukai ini: