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.

Parameter yos ini merupakan admitansi output, sehingga : 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 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.

Dari rangkaian ekivalen diatas maka, 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