Penguat Sinyal Kecil Transistor JFET - Danny Kurnianto

Penguat Sinyal Kecil Transistor
JFET
Oleh : Danny Kurnianto, ST.,M.Eng
ST3 Telkom Purwokerto
1. Model Sinyal Kecil JFET
• JFET dapat digunakan sebagai penguat sinyal
kecil dengan impedansi input yang sangat
tinggi.
• Untuk melakukan analisis ac diperlukan
rangkaian ekivalen ac dari JFET.
• Dengan analisis ac dapat diperoleh beberapa
parameter penguat seperti : AV, Ai, Zi, Zo.
• Rangkaian ekivalen ac JFET seperti pada
gambar dibawah ini.
Rangkaian ekivalen ac JFET
• Pada rangkaian ekivalen ac, bagian input
merupakan rangkaian terbuka, hal ini
menunjukkan bahwa input JFET memiliki
impedansi yg sangat tinggi.
• Bagian output rangkaian ekivalen ac terdiri
dari sumber arus yg tergantung nilai gm dan
VGS serta pararel dengan rds.
 Parameter transkonduktasi atau gm
• Parameter gm merupakan perbandingan
antara perubahan arus ID dengan perubahan
tegangan VGS disekitar titik kerja transistor
pada nilai VDS konstan.
• Parameter gm dapat diperoleh dari kurva
transfer, sehingga kurva transfer sering
disebut juga sebagai kurva transkonduksi.
• Harga gm terkecil diperoleh saat VGS = Vp
yaitu saat JFET kondisi cut off ( ID = 0).
• Harga gm terbesar diperoleh saat VGS = 0
Volt, yakni saat nilai ID = IDSS.
• Harga gm saat VGS = 0 disebut sebagai gm0.
• Secara matematis, harga gm dapat diperoleh
dengan persamaan sbb:
Atau :
Dimana :
 Parameter rds
• Parameter rds merupakan resistansi output
dari JFET, nilainya secara tipikal berkisar antara
40 K Ohm sampai 100 K Ohm.
• Apabila paramete rds diabaikan, maka
resistansi tersebut dianggap terbuka atau tak
berhingga.
• Gambar berikut adalah kurva karakteristik
JFET untuk menentukan nilai rds.
• Untuk mendapatkan nilai rds secara grafik
agak susah karena kurva terlihat mendatar.
• Biasanya harga rds sudah diketahui dari
datasheet komponen JFET yang biasanya
ditulis dengan notasi yos.
• Parameter yos ini merupakan admitansi
output, sehingga :
rds = dalam satuan Ohm
yos = dalam satuan Siemen
• Contoh soal
1. Hitunglah harga gm untuk JFET yang
mempunyai data IDSS = 8 mA, Vp = -4 Volt
pada titik kerja :
a. VGSQ = -0,5 V
b. VGSQ = -1,5 V
c. VGSQ = - 2,5 V
Jawab :
Cari terlebih dulu nilai gm0
Kemudian cari nilai gm untuk masing-masing
VGSQ.
2. Analisis Penguat Common Source (CS)
• Rangkaian penguat CS ditunjukkan pada
gambar dibawah ini
• Untuk mendapatkan parameter penguat
seperti AV, Zi, Zo, maka rangkaian penguat
diatas perlu diubah ke dalam bentuk
rangkaian ekivalen AC seperti dibawah ini.
 Penguat Tegangan (AV)
 Impedansi Input (Zi)
• Sebenarnya, impedansi rangkaian penguat Zi
adalah pararel antara RG dengan impedansi
input JFET.
• Tetapi karena impedansi input JFET sangat
tinggi (10^9 Ohm) maka praktis yang
menentukan impedansi input adalah RG.
 Impedansi Output (Zo)
• Impedansi output JFET :
• Sedangkan impedansi output rangkaian
adalah pararel antara rds dengan RD :
• Jika rds diabaikan, maka besarnya impedansi
output rangkain ditentukan oleh RD
• Contoh soal 2
2. Suatu rangkaian penguat CS seperti pada
gambar dibawah ini mempunyai data JFET
sebagai berikut :
yos = 40 uS
IDSS = 8 mA
VP = -4 V
Tentukanlah
a. VGDQ dan IDQ (pakai cara matematis)
b. Av
c. Zi
d. Zo
3. Rangkaian Common Drain atau Source
Follower
• Ciri-ciri dari penguat pengikut source adalah
mempunyai Av < 1, Zo rendah dan Zi tinggi.
• Rangkaian penguat pengikut source seperti
ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
 Penguat Tegangan (Av)
• Dari rangkaian ekivalen diatas maka,
• Persamaan VGS diatas jika di subtitusikan ke
persamaan Vo , maka dihasilkan
Atau
 Impedansi Input (Zi)
 Impedansi Output (Zo)
Contoh soal
3. Pada rangkaian pengikut source berikut ini,
data JFET yang diberikan adalah sbb:
IDSS = 16 mA
Vp = -4 V
yos = 25 uS
Tentukan Av, Zi dan Zo