Fungsi Kapasitor Kopel BC Pada Transistor Bipolar

Saat ini banyak sekali desain amplifier yang sudah menerapkan kapasitor kopel pada kaki basis dan collector pada transistor di drivernya. Namun kita tahukan fungsinya? Pada VAS (Voltage Amplifier Stage) fungsi kapasitor tersebut adalah membatasi speed/slew rate dari kerja transistor VAS sendiri. Semakin besar nilai kapasitornya maka slew rate akan menurun, ditandai dengan kualitas nada tinggi berkurang, demikian sebaliknya semakin kecil nilai kapasitor maka slew rate akan meninggi, jika tidak diimbangi dengan kemampuan transistor yang baik (fT tinggi) maka justru akan mengurangi kualitas, karena terjadi osilasi.

Gambar : Salah satu desain pembatas slewrate amplifier 150W pada C1

Jika diterapkan pada transistor driver apakah yang akan terjadi? Sama seperti VAS, maka slewrate transistor tersebut akan terbatasi. Sebetulnya ada beberapa keuntungan penggunaan kapasitor kopel tersebut, salah satunya akan mencegah osilasi sehingga sinyal yang diteruskan tidak terdistorsi. Biasanya ketika VAS disetting slewrate tinggi maka akan rawan osilasi ke tingkat berikutnya. Ingat, osilasi juga salah satu faktor pemborosan energi karena penyebab panas, kenapa panas? karena transistor bekerja mendekati jenuh. 

Lalu berapakah ukuran yang dipasang seharusnya? Seharusnya ukuran tergantung tipe transistor yang digunakan, berapa fT dari transistor itu sendiri. Umumnya berkisar antara 30pF-1000pF. Lalu apakah yang terjadi ketika ukuran terlalu besar atau kecil?

Gambar : Contoh penggunaan kopling kapasitor C2 dan C3

Berikut ini saya akan sampaikan hasil simulasi penggunaan kapasitor kopel tersebut pada driver, input sinyal saya berikan level amplitudo tetap, sedangkan frekuensinya saya variasikan dari nilai terkecil dan terbesar ambang pendengaran manusia. Kapasitor mulanya digunakan adalah 200pF. Sekarang jamannya simulasi bukan?

Warna kuning adalah bentuk sinyal pada bias NPN, warna hijau PNP, warna merah adalah amplitudo  output. Disimulasikan dengan Vin=2Vp-p.

Amplitudo sinyal pada 10KHz

 

Amplitudo sinyal pada 15KHz

Amplitudo sinyal pada 20KHz

Pada frekuensi ini sinyal output sudah mengerucut alias sudah membentuk gigi gergaji, cacat harmonik terjadi. Suara audionya bagaimana ya? Ketika diberikan sinyal di atas 20KHz maka sinyal yang dihasilnya berupa gigi gergaji. Pada frekuensi ini sebetulnya kita tidak memerlukannya. Kemudian kapasitor kopel kita naikkan menjadi 500pF, sedangkan frekuensi sinyal kita turunkan menjadi 10KHz dan hasilnya.

Amplitudo sinyal pada 10KHz dengan kapasitor kopling 500pF

Silakan disimpulkan sendiri dan lakukan apa yang diperlukan.

New OCL 680W Totempole System

Artikel kali ini ada kaitannya dengan catatan sebelumnya, bagi yang belum membaca silakan klik link berikut ini :

Meningkatkan Performance Amplifier Dengan Power Supply Tetap

Siapa yang tidak kenal dengan totempole? Bagi yang mau mempelajari lanjut tentang teori totempole ini silakan buka-buka buku, internet, dan lain sebagainya. Saya tidak akan membahas panjang lebar tentang model ini, karena biasanya netizen lebih suka matengnya saja daripada berpikir lebih dalam lagi. Berikut ini adalah desain terbaru driver OCL 680W WM Audio dengan mengadopsi system totempole. totempole ini kita menggunakan komponen aktif yaitu 4 buah transistor NPN dan PNP. Kita bicarakan sedikit mengenai konsep ini. Anda mungkin kenal dengan istilah buffer (penyangga)? Sinyal baik analog maupun digital terkadang ketika diteruskan melalui media tertentu akan terjadi pengurangan kualitas, sehingga akan berpengaruh pada outputnya, hal ini akan tampak sekali ketika melakukan transmisi sinyal digital, outputnya mungkin akan lain dengan input. Berikut adalah skema konsep driver totempole system :

Nah konsep ini kita terapkan pada driver ini, bahkan semua driver class tertentu bisa. Tujuannya adalah memenuhi kebutuhan arus dan tegangan bias pada transistor final sehingga konsep "setengah mati" dan "setengah hidup" bisa dihindari. Pemilihan komponen aktif sebagai totempole atau buffer nya adalah karena lebih mudah untuk diatur daripada komponen pasif. Sisi lain kita juga bisa membuat buffer dengan induktor, yang mau gulung-gulung, dan tentunya awet. Berikut ini adalah matengnya :

Both side

Bottom side

Top side

Hasilnya bagaimana? Jika Anda sudah pernah memakai tawon mini, maka hasilnya lebih dari ini. Kualitas part silakan dipilih sesuai dengan kemampuan keuangan masing-masing. Tegangan kerja sesuaikan juga dengan part yang dipakai. Silakan direvisi jika terdapat kekurangan tertentu. Silakan di hak cipta, di patenkan dengan nama Anda, digubah, dikasih judul, dan lain-lain. Jika ingin membeli kit jadi, tidak ingin ribet, atau ingin cap WM Audio di drivernya bisa cp ke : 087738828882 / 085643387806

Tes driver :