RSS

Kestabilan Arus Bias Pada Amplifier Kelas AB

17 Agu

Saat amplifier bekerja pada kelas AB maka saat tidak ada sinyal input, transistor final mengalirkan sedikit arus pada kolektor jika memakai transistor bipolar atau pada drain jika memakai transistor mosfet. Ini sudah dijelaskan pada artikel sebelumnya. Namun arus kolektor dan arus drain (kecuali lateral mosfet) ini terpengaruh suhu karena VBE (tegangan basis – emitor) dan VGS (tegangan gate – source) memiliki koefisien suhu. Koefisien suhu VBE ini sebesar -2,2 mV/ᵒC dan VGS pada vertical mosfet sebesar -4 mV/ᵒC sampai -6 mV/ᵒC. Makin tinggi suhunya, makin kecil VBE dan VGS sehingga arus kolektor ataupun arus drain juga makin besar.

Makin bertambah besar arus bias ini terhadap suhu, bisa membahayakan transistor dan mengakibatkan cacat harmonic meningkat pada transistor bipolar. Untuk itu digunakan bias servo yang juga berguna untuk mengatur tegangan bias. Bias servo ini sering disebut VBE multiplier yang dipasang pada pendingin transistor yang distabilkan arus biasnya.

Pada amplifier untuk public address (PA), seringkali transistor final bekerja pada kelas B yang arus biasnya nol atau kecil sekali. Untuk amplifier kelas B tidak diperlukan bias servo.

 

Bias Servo Pada Konfigurasi Output CFP (Complementary Feedback Pair)

Contoh bias servo pada CFP atau Sziklai adalah sebagai berikut.

 CFP

Q3 adalah VBE multipler atau rangkaian pengkali tegangan VBE. Tegangan kolektor – emitor Q3 besarnya adalah VBE x (R4/R3 + 1). Agar Q1 dan Q4 mengalirkan arus pada kolektornya sehingga Q2 dan Q5 juga akan mengalirkan arus pada kolektornya, diperlukan tegangan sekitar 2x VBE. Sehingga VBE multiplier ini memiliki koefisien suhu 2 x -2,2 mV/ᵒC yang besarnya sama dengan koefisien suhu Q1 ditambah koefisien suhu Q4. Arus kolektor Q1 dan Q4 akan stabil terhadap suhu jika suhu Q3, Q1, dan Q4 sama. Oleh karena itu Q3, Q1, dan Q4 ditempelkan pada satu pendingin yang terpisah dengan pendingin transistor final Q2 dan Q5.

 

Bias Servo Pada Konfigurasi Output Double EF (Emitter Follower)

Contoh bias servo pada Double EF adalah sebagai berikut.

 2EF

Agar Q2 dan Q5 mengalirkan arus bias, maka diperlukan tegangan VBE multiplier sekitar 4x VBE, sehingga koefisien suhu tegangan kolektor – emitor Q3 sebesar 4x -2,2 mV/ᵒC. Koefisien suhu tersebut sama dengan jumlah koefisien suhu Q1, Q2, Q4, dan Q5. Sehingga Q3, Q1, Q2, Q4, dan Q5 harus dipasang pada pendingin yang sama agar suhunya selalu sama.

 

Bias Servo Pada Mosfet

Untuk lateral mosfet tidak diperlukan bias servo karena koefisien suhu lateral mosfet nol pada arus drain sekitar 150 mA. Sedangkan pada vertical mosfet diperlukan. Contoh bias servo pada vertical mosfet adalah sebagai berikut.

 Vertical_mosfet

Umumnya vertical mosfet mulai bekerja jika tegangan gate – source (VGS) nya sekitar 4V (ada yang 0,8V tapi jarang). Pada rangkaian VBE multiplier sengaja disisipkan transistor Q1 yang difungsikan sebagai dioda agar koefisien suhunya turun. Jika tidak ada Q1 maka koefiesien suhu tegangan kolektor – emitor Q3 sebesar 8 / VBE x -2,2 mV/ᵒC. Jika VBE sebesar 0,65V maka koefisien suhunya sebesar -27mV/ᵒC. Sedangkan koefisien suhu VGS IRFP240 adalah -6 mV/ᵒC pada arus drain 150 mA, jadi total koefisien suhu kedua mosfet tersebut adalah -12 mV/ᵒC.

Koefisien suhu tegangan VAS+ dan VAS- sebesar 8 / (VBE + VBE) x -2,2 mV/ᵒC. Koefisien suhunya hanya dikalikan -2,2 mV/ᵒC, karena hanya Q1 yang dipasang pada pendingin M1 dan M2. Jika VBE sebesar 0,65V maka koefisien suhunya sebesar -13,5 mV/ᵒC.

 

Untuk konfigurasi output yang lain diperlukan bias servo yang berbeda. Pada prinsipnya koefisien suhu rangkaian bias servo, harus sama atau sedikit lebih kecil daripada rangkaian yang dibiasnya. Ini akan menjamin arus bias stabil terhadap suhu atau setidaknya jika suhu naik arus bias hanya akan sedikit turun.

 
3 Komentar

Ditulis oleh pada 17 Agustus 2014 in Audio, Uncategorized

 

Tag: ,

3 responses to “Kestabilan Arus Bias Pada Amplifier Kelas AB

  1. kf

    16 November 2014 at 20:46

    Saya masih belum paham betul perbedaan bias pada klas AB dan kelas A. jika berkenan mohon kiranya dijelaskan bias pada kelas AB dan A, namun jika tidak berkenan tidak mengapa karena seingat saya bapak sudah membahasnya.

     
    • anistardi

      16 November 2014 at 22:14

      Definisi kelas A adalah transistor tidak pernah mati selama 1 periode sinyal (360 derajat). Kita misalkan outputnya push-pull (kelas AB pasti push-pull sedangkan kelas A belum tentu). Arus bias kelas A adalah setengah dari arus puncak maksimalnya. Sedangkan kelas AB arus biasnya di bawah kelas A sampai nol. Namun Douglas Self (pengarang buku tentang perancangan amplifier) menyebut bahwa kelas AB dengan cacat crossover paling kecil disebut kelas B yang optimal. Arus bias yang lebih kecil dari arus bias optimal ini disebut kelas B dan kalau lebih besar disebut kelas AB.

       
      • Widy Laksana

        26 Maret 2015 at 21:21

        wah perlu pemahaman dan percobaan agar bisa mengikutinya

         

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: