Corat-Coret SOA Mosfet RFP40N10

Sebelumnya, ini hanya coretan saja karena saya tidak punya mosfet ini. Cuma ingin menulis saja karena ada yang menanyakan apakah mosfet ini bisa dipakai untuk amplifier HF. Setelah melihat datasheet, maka jawaban saya : bisa!

Spek 100V dan IDS 40A mesti dikritisi. Kemampuan drain dilewati arus sampai 40A maksimal adalah untuk fungsi switching. Jika untuk fungsi linear, maka cerita akan berbeda :).

Cara paling mudah adalah melihat grafik logaritmik SOA (Safe Operating Area). Grafik dibuat dengan asumsi suhu adalah 25 derajat celcius. Maka ada sedikit modifikasi agar lebih nyata dilapangan.

Garis DC Operation adalah untuk fungsi linear. Pada grafik di atas, perlu ditambahkan garis (kira-kira saja) untuk suhu misal 75 derajat celcius. Kecuali heatsink dan pendingin kita mampu menjaga suhu 25 derajat pada keping mosfet tersebut.

Jika ingin dibuat amplifier HF dengan tegangan 20V, maka tinggal tarik garis saja ke atas dan kesamping kiri. Didapat 4A. Maka mosfet ini mampu bekerja dengan output 4A x 20V=80W dengan aman. Ini dengan asumsi efisiensi =100%.

Jika amplifier yang dibuat adalah kelas AB untuk modulasi suara SSB, maka efisiensi tinggal 50% saja. Maka tiap mosfet untuk amannya kena beban kerja 50% x 80W=40W saja. Yah untuk mudahnya 40-50W saja tiap mosfet. Ini langkah aman dan optimis dan harapannya alat yang dibuat bisa jalan sampai anak cucu hehe.

Bagaimana kalau ingin daya misal 100W? Pakai saja 2x. Kalau 250W? Pakai saja 4-6x mosfet ini. Apakah bisa dipaksa melewati SOA? Bisa saja. Paling tidak siapkan heatsink tembaga di dilapisan pertama agar transfer panas tidak terlambat. Masalah keawetan tidak dijamin.

Tegangan breakdown 100V berarti “nila setitik akan rusak susu sebelangga”. Loncatan tegangan lebih dari 100V dalam waktu singkat saja meski arus sangat kecil akan menjebolkan mosfet ini.

Sebagai patokan, biasanya tegangan VDS yang dipakai 1/4 sampai 1/2 tegangan breakdown. Sisanya untuk jaga-jaga “spike” yang terjadi. Siapa tahu kapasitor yang dipakai kualitas KW2 :). Untuk mosfet ini, tegangan VDS sampai 25V masih aman.

Untuk kapasitansi ( meski tidak jelas mana yg Ciss,Coss Crss tapi masih berguna dengan beberapa asumsi :). Bisa dilihat nilai kapasitansi akan turun seiring naiknya tegangan.

Jika naik gunung, posisi curam akan beresiko tergelincir jika badan bergerak terlalu banyak. Perubahan kapasitansi karena tegangan pada power supply yang kurang stabil akan membuat amplifier tidak linear. Paling aman pilih daerah yang landai. Dalam kasus ini (secara teori) tegangan VDS 24V adalah yang terbaik.

(Paling tidak penggunaan VDS 20V sudah membuat performa mosfet ini bagus. Bagaimana dengan 13,8V? Tetap bisa jalan meski bukan yang terbaik secara teknis. Tapi kalau tidak mau repot dan hanya punya power supply 13,8V? Ya ya ya … itu yang terbaik).

Jika grafik paling atas adalah untuk Ciss, maka pada tegangan 24V akan didapat nilai Ciss terkecil. Respon frekuensi akan lebih baik. Jika garis pada grafik paling bawah untuk Crss, maka nilai ini sudah stabil. Katanya sih, nilai Crss yang berubah-ubah faktor utama membuat amplifier tidak linear.

Semoga berguna

YD3BRB