Quasi Mos | Hobi Elektro

OCL Quasi MOSFET

24 October 2023 sue 1 comment

Jadi ada seseorang yang bertanya, apakah OCL Quasi bisa pakai MOSFET?
Jadi saya coba simulasi, ternyata bisa. Tapi ada juga kekurangannya.

Skema OCL 150W Quasi Mosfet — ***Skema OCL 150W Quasi MOSFET***

Mosfetnya saya coba IRFP240, menggunakan IRFP250 juga bisa (RDS_ON lebih rendah), tapi tidak terlalu banyak perubahan.

Karena V_GS yang tinggi, outputnya tidak bisa mengeluarkan tegangan setinggi yang versi BJT.
Saya simulasi outputnya mentok di sekitar 32.5V (Supply ±40VDC). Kalau yang BJT bisa sekitar 36~37V.

Karena teg outputnya lebih rendah jadi gainnya saya turunkan yah gan. Kalau yang std kan 60x, ini saya turunkan ke 43x.

R15 R16 sebenarnya sudah tidak dibutuhkan karena ada RDS_ON dari MOSFET ini, jadi saya gunakan nilai 0R1 saja, supaya lebih efisien (daripada 0R5).

Karena Vertical MOSFET punya thermal coefficient positif , kita tidak memerlukan dioda/Tr untuk bias, cukup resistor saja. Jadi berbeda dengan BJT, kalau makin panas arus biasnya makin tinggi. Kalau MOSFET makin panas, arus biasnya makin rendah.

I_Q nya baiknya disetel diatas 100mA yah gan. Katakanlah 150-250mA, cuman, kalau makin tinggi ya MOSFETnya jadi terlalu panas.

Open Loop Gain 86.8dB. Kalau OCL standar itu sekitar 77.7dB, berarti naik 9dB yah.
Phase Margin sekitar 53.5°. Kalau tanpa Cc (10pF), phase margin hanya 17° gan, terlalu berbahaya (tidak stabil).

Saya coba simulasi THD untuk 4Ω 100W_RMS 1kHz sekitar 0.018776%.
untuk 4Ω 10W_RMS 10kHz sekitar 0.195132%.
Slew rate = +5.3/-4.8 V/µs
GBW = ~7MHz

PSRR tidak mengesankan yah gan. Itu udah bawaan lahir OCL 150W.
Kalau R10 R11 nilainya dikembalikan ke 100Ω, PSRR bisa sedikit saja lebih bagus. Tapi sepertinya 100Ω terlalu tinggi.
Di OCL std, kalau output sudah mendekati clip, sinyal outputnya jadi jelek banget. Mungkin karena tegangan drop di R10 R11 terlalu tinggi, dan bisa jadi juga bagian IPS & VAS melihat impedance power supply sebagai 100Ω. Buat saya kerugiannya lebih besar daripada keuntungannya, jadi saya tetap pilih 22Ω saja.

Kalau mau PSRRnya lebih bagus, paling R10 R11 ini diganti dengan Capacitance multiplier saja, hasilnya akan jauh lebih bagus, hanya saja jadi perlu “tempat” untuk modifikasi tambahan itu. Hanya perlu sebuah resistor, elko dan transistor saja sih, tidak terlalu banyak. Terserah Anda saja kalau mau di mod begitu.

***Grafik PSRR dengan Capacitance Multiplier***

Dengan menggunakan mod Capacitance multiplier, PSRR meningkat. Misalnya pada 100Hz (yang rawan Hum), pada sirkuit standar hanya sekitar -42dB. Dengan mod CapMul, meningkat pesat hingga -87dB.

PSRR bisa sedikit lebih bagus jika kita menggunakan elko yang lebih besar, tapi mungkin waktu charge-nya akan sedikit terlalu lama. Atau daripada menggunakan sebuah resistor, gunakan metode bootstrap, misalnya R 1k diganti dengan 470Ω+ C 220µF + 470Ω, baru ke base transistor & Elco. Atau Transistornya ganti dengan transistor darlington seperti BD680 BD681 supaya punya penguatan lebih tinggi, tapi voltage dropnya jadi sedikit lebih banyak.

Dengan R 1k, total voltage drop hanya <1V (kurang dari 1V). Kalau R1 menggunakan nilai lebih tinggi, PSRR akan sedikit lebih bagus tapi voltage drop juga naik. Kalau voltage drop naik, P_D (disipasi daya) pada transistor juga akan naik, maka baiknya gunakan transistor yang agak besar.

Pada saat normal, daya di transistor hanya sekitar 10mW. Tapi saat baru dinyalakan mungkin ada lonjakan yang bisa membuatnya mendapat daya sejenak hingga 400mW. Jadi baiknya gunakan transistor yang P_D-nya tinggi, katakanlah 600mW ke atas, misal SS8050 & SS8550, atau bahkan BD139 BD140, hanya saja penguatan arusnya tidak sebagus yang 2N5401/5551, jadi PSRRnya mungkin tak akan sebagus itu.