Kuliah Elektronika Teknik Elektro: BAB XI : High Frequency Response

DAFTAR ISI

1. High Frequency Response - FET Amplifier
1.1 Tujuan dan Fungsi
1.2 Bentuk Komponen
1.3 Dasar Teori
1.4 Prinsip Kerja

1. High Frequency Response - FET Amp.

1.1 Tujuan dan Fungsi

Respon Frekuensi Tinggi dari rangkaian listrik atau elektronik memungkinkan kita untuk melihat dengan tepat bagaimana gain output (dikenal sebagai respons magnitudo) dan fase (dikenal sebagai respons fase) berubah pada frekuensi tunggal tertentu, atau pada seluruh rentang frekuensi berbeda dari 0Hz, (dc) ke ribuan mega-hertz, (MHz) tergantung pada karakteristik desain rangkaian.

1.2 Bentuk Komponen

1. FET N-Channel

Sebagai sakelar atau penguat

2. Resistor

Sebagai hambatan bagi arus

==============Mencari Nilai Resistor dengan Kode Warna==============

1. Resistor Dengan 4 Cincin Kode Warna

Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor.

2. Resistor Dengan 5 Cincin Kode Warna

Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor.

3. Resistor Dengan 6 Cincin Warna

Resistor dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut.

3. Kapasitor

Sebagai penyimpan energi dari arus listrik.

==========Menentukan kapasitansi kapasitor berdasarkan kode===========

Untuk Kapasitor Keramik, Kapasitor Kertas, Kapasitor Mika, Kapasitor Polyester atau Kapasitor Non-Polaritas lainnya, pada umumnya dituliskan Kode Nilai dibadannya. Seperti 104J, 202M, 473K dan lain sebagainya. Maka kita perlu menghitungnya ke dalam nilai kapasitansi kapasitor yang sebenarnya. Contoh:

Untuk membaca nilai kode untuk kapasitor dengan kode 123K. Cara menghitung nilai kapasitor berdasarkan kode tersebut adalah sebagai berikut :

Kode : 123K

Nilai Kapasitor = 12 x 10³ Nilai Kapasitor = 12 x 1000 Nilai Kapasitor = 12.000pF atau 47nF atau 0,047µF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G= 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%

B = 0.10pF

Maka 123K memiliki toleransi 1.230 pF.

4. Baterai

Sebagai sumber tegangan DC

5. AC Regulator

Sebagai sumber tegangan

1.3 Dasar Teori

Analisis respons frekuensi tinggi dari penguat FET akan dilanjutkan dalam sebuah cara yang sangat mirip dengan yang ditemui untuk amplifier BJT. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 11.52, ada kapasitor interelektroda dan kabel yang akan menentukan frekuensi tinggi karakteristik dari penguat. Kapasitor C_gs dan C_gd biasanya bervariasi dari 1 hingga 10 pF, sedangkan kapasitansi C_dsbiasanya sedikit lebih kecil, mulai dari 0,1 hingga 1 pF.

Karena jaringan Gambar 11.52 adalah penguat pembalik, kapasitas efek Miller akan muncul di jaringan ekivalen ac frekuensi tinggi yang muncul pada Gambar. 11.53. Pada frekuensi tinggi, C_i akan mendekati arus pendek yang setara dan Vgs akan menurunkan nilai dan mengurangi masukkan. Pada frekuensi di mana C_o mendekati ekuivalen hubung singkatnya, tegangan output paralel V_o akan turun besarnya.

Frekuensi cutoff yang ditentukan oleh sirkuit input dan output dapat diperoleh dengan terlebih dahulu dengan menemukan sirkuit setara Thévenin untuk setiap bagian seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 11.54. Untuk rangkaian inputnya:

CONTOH RANGKAIAN :

Di bawah Analisis, AC sweep diatur ke Decade dengan Pts/Decade pada 1000, Frekuensi awal pada 10 Hz, dan Frekuensi akhir pada 10 MHz. Di bawah kotak dialog Tambahkan Trace/jejak, menu Trace Expression dimasukkan sebagai DB (V (RL: 1) /2.993mV), dan diperolehlah plot Gambar. 11.56. Hanya sesaat, pertimbangkan berapa banyak waktu yang dibutuhkan untuk memperolehnya plot seperti pada Gambar. 11.56 tanpa metode komputer untuk jaringan yang rumit seperti Gambar. 11.55.

Menggunakan kursor, ditemukan frekuensi cutoff atas dan bawah yakni 225 Hz dan 921 kHz, masing-masing, memberikan kecocokan dengan nilai yang dihitung.

Meskipun analisis dari beberapa bagian terakhir telah dibatasi pada dua konfigurasi, prosedur umum untuk menentukan frekuensi bebas cutoff harus mendukung analisis konfigurasi transistor lainnya. Perlu diketahui bahwa kapasitansi Miller terbatas pada penguat pembalik dan bahwa f_α secara signifikan lebih besar dari f_β jika konfigurasi common-base ditemukan.

1.4 Prinsip Kerja

Secara umum, analisis respon frekuensi dari suatu rangkaian atau sistem ditunjukkan dengan memplot gainnya, yaitu ukuran sinyal outputnya ke sinyal inputnya, Output/Input terhadap skala frekuensi di mana rangkaian atau sistem diharapkan beroperasi.
Lalu dengan mengetahui rangkaian gain, (atau kerugian) pada setiap titik frekuensi membantu kita untuk memahami seberapa baik atau buruk rangkaian serta dapat membedakan antara sinyal frekuensi yang berbeda. Respons frekuensi dari rangkaian bergantung frekuensi yang diberikan dapat ditampilkan sebagai sketsa grafis magnitudo (gain) terhadap frekuensi ( ƒ ).