Solusi Ujian 2 EL2005 Elektronika Sabtu, 3 Mei

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Solusi Ujian 2 EL2005 Elektronika Sabtu, 3 Mei"

Erlin Hartono
9 tahun lalu
Tontonan:

1 Solus Ujan 2 EL2005 Elektronka Sabtu, 3 Me Transstor MOSFET Penguat berkut memlk penguatan -25V/V. Anggap nla kapastor tak berhngga. V DD = 5V, V t =0,7V, k n =1mA/V 2. Resstans nput R n sebesar 0,5M. Htunglah a) V OV b) I D c) d) R G e) Ampltudo maksmum snyal nput. +V DD =5V R G C 2 C 1 R n Petunjuk: Anggap arus AC yang melewat R G =0 untuk perhtungan penguatan snyal kecl. Anggap ada arus AC yang melalu R G dalam perhtungan R n. a) Arus DC pada R G nol sehngga dperoleh MOSFET selalu dalam keadaan saturas apabla, tegangan DC dran-source dan juga sehngga Arus pada MOSFET Dengan demkan dperoleh (pers 1) Transkonduktas snyal kecl MOSFET 1

2 Dengan menganggap arus AC yang melewat R G =0 untuk perhtungan penguatan snyal kecl, maka dperoleh Substtus persamaan terakhr ke persamaan 1 (tdak memenuh) b) Arus dran c) Resstans dran d) Dar resstans nput e) Ampltuda nput maksmum saat MOSFEt memasuk batas saturas Mengngat maka 2. Respons Frekuens Rendah Penguat Penguat berkut memlk C C1 =C E =C C2 =1 F, R B =100k, R sg =5k, g m =40mA/V, r =2,5k, R C =8k, dan =5k. Anggap tdak ada nteraks antar ketga kapastor. a) Htunglah f p1, f p2, dan f p3. b) Htung pula f L. 2

3 +V CC R C C c2 R sg C C1 V sg R B I C E -V EE a) Pole rangkaan b) Pole merupakan pole domnan sehngga frekuens cut-off rendah = 2213Hz 3. Respons Penguat Frekuens Tngg Pada rangkaan penguat MOSFET CS d bawah n, nla R sg =120k R G1 =300k R G2 =200k C gs =5pF, C gd =1pF, g m =3,33mA/V, =5k, R S =2k, =10k, C L =5pF, dengan efek panjang kanal dabakan ( =0), nla C C1 =C C2 =C S =. +V DD R G1 C C2 R sg C C1 C L V sg R G2 R S C S -V SS 3

4 a) Gambar rangkaan penggant snyal kecl pada daerah frekuens tengah (mdband) dan htung penguatan tegangan pada daerah frekuens n A M =V o /V sg. b) Gambarkan rangkaan penggant pada daerah frekuens tngg. Ubah rangkaan penggant n dengan menggunakan Teorema Mller, lalu turunkan fungs transfer A v (s)=v o (s)/v sg (s). Dar fungs transfer n, htunglah nla f H (upper 3-dB frekuency) dengan memperhtungkan semua pole yang ada. c) Untuk rangkaan yang sama sepert pada soal (b), gunakan Metode OCTC (Open Crcut Tme-Constant) untuk menghtung f H. d) Jka menurut perhtungan cara eksak nla f H =43,2MHz, htung prosentase kesalahan harga hasl masng-masng perhtungan pada soal (b) dan (c). a) Rangkaan penggant snyal kecl frekuens tengah R sg 0 v sg R n 1/g m b) Rangkaan penggant frekuens tngg R sg C gd 0 v sg R n C gs 1/g m Rangkaan penggant dengan Teorema Mller 4

5 R sg 0 C out v sg R n C n 1/g m Fungs transfer Frekuens cut-off dapat dhtung dar pole domnan c) Frekuens cut-off dengan OCTC d) Prosentas kesalahan cara perhtungan frekuens pole Prosentas kesalahan cara perhtungan konstanta waktu 5

6 4. Tahap Output Penguat Daya Untuk merancang tahap output sebuah penguat daya akan dgunakan transstor dengan casng yang memlk resstans termal 2,5 o C/W dan heatsnk dengan resstans termal 5,1 o C/W. Temperatur ambent penguat drancang untuk 30 o C dan temperatur juncton maksmum transstor dtentukan 125 o C. Tegangan saturas kolektor-emtor dan tegangan cut-n base-emtor dapat dabakan. a) Transstor dengan daya dspas maksmum P Dmax berapakah yang dapat dgunakan dengan pendngnan d atas yang mash aman dgunakan? b) Berapakah daya output maksmum pada beban bla tahap output menggunakan kelas A dengan arus pada sumber arus dplh agar tegangan swng output maksmum? c) Berapakah daya output maksmum pada beban bla tahap output menggunakan kelas B? a) Nla resstans termal total adalah 2,5+5,1=7,6 o C/W Selsh temperatur juncton ke amben =95 o C Daya dspas maksmum yang dalrkan transstor 95/7,6=12,5W. Jad transstor yang dgunakan harus mempunya P Dmax sekurangnya 12,5W b) Pada kelas A daya dspas maksmum terbesar saat tegangan output nol. Besar daya dspas n sama dengan daya dar catu daya. Daya output maksmum sebesar 25% daya dar catu daya atau sebesar 12,5*25%=3,125W. Dengan demkan dengan tahap penguat kelas A daya output terbesar dperoleh 3,125W. c) Pada kelas B daya dspas maksmum saat Daya output maksmum sebesar sehngga daya ouput penguat Dengan demkan dengan tahap penguat kelas B daya output terbesar dperoleh 30,84W. 5. Rangkaan Logka CMOS Fungs logka d bawah n akan dsusun dengan teknolog CMOS dengan L=0,1 m dan perbandngan geometr transstor n=1 dan p=3. Rancanglah rangkaan untuk fungs tersebut dan tentukan ukuran geometr tap transstornya. Snyal nput terseda dalam bentuk actve-hgh dan actve-low. Fungs logka akhr 6

7 Dalam bentuk ouutput actve-low Rangkaan dan ukuran geometr 7

dokumen-dokumen yang mirip

EL2005 Elektronika PR#01

EL2005 Elektronika PR#01 EL2005 Elektronka PR#0 SOAL B C E G a. Buktkan bahwa n = ( ). b. Turunkan peramaan untuk A v = /. c. Htung nla n dan A v = / jka dberkan = 00 kω, = 00 Ω, = kω, dan = 00. d. Ulang oal (c) jka dberkan =