Matching Power MOSFET Menggunakan kit TP4056

Kebetulan saya memiliki sekitar 20 biji N channel Power Mosfet FQA19N20, yang rencana awalnya mau digunakan sebagai Output di amplifier "Amazing FET Circlotron". Sayang sampai sekarang masing ragu, apakah perlu membuat ampli Class A yang terkenal boros listrik tersebut mengingat lagu-lagu favorit saya sudah bergeser lebih ke arah Dangdutan :).

Perhatikan Output Transistor pada sampel sirkuit diatas, masing-masing menggunakan 5 "pasang" mosfet (T9 - T18).
T9-T11-T13-T15-T17 sebisa mungkin di match, begitu juga T10-T12-T14-T16-T18.

Matching Mosfet secara basic yakni mengukur tegangan Vgs pada arus tertentu bahkan kalau pengen "perfect" bisa menggunakan alat yang dapat memplot kurva Tegangan Gate vs Arus Drain yakni Curve Tracer .
Pada artikel yang dirilis Nelson Pass mengenai cara matching yakni menggunakan resistor sebagai current limiter yang disuplai oleh PSU Constant Voltage 15VDC.

Untuk mosfet tipe N channel cukup dengan menyambung kaki Gate ke Drain yang kemudian dibungkan ke current limiter resistor pada kutub positif, sedang kaki Source dibungkan ke kutub negatif. Dengan merubah nilai R maka arus yang lewat juga ikut berubah. Sayang cara ini kurang "efektif" digunakan untuk arus yang agak tinggi misal 1~1.2 Ampere karena otomatis akan membutuhkan resistor dengan daya yang tinggi pula. Alternatif lain bisa menggunakan LM317 pada mode constant current, dll yang intinya mampu memberi arus konstan pada nilai Vgs tertentu.

Salah satu opsi bisa menggunakan LED Driver (Constant Current) baik tipe Switching maupun Linear. Saya sendiri sudah mencoba mengunakan Controller A6211 buatan Allegro sebagai sumber dan hasilnya baik.

Atau opsi lainnya yang kali ini dibahas menggunakan Charger Baterai Li-Ion 4.2Volt. Basisnya menggunakan IC TP4056 yang dari datasheet mampu di"push" hingga 1.2A dengan syarat dan ketentuan berlaku tentunya.
Arus output pada kit ini secara default di set pada angka 1 Ampere, jika menginginkan nilai lainnya silahkan ganti resistor 1K2 (Kode 122) dengan nilai tertentu yang bisa dilihat pada datasheetnya.

Harganya murah-meriah, kisaran 5rb perbijinya dan asyiknya lagi bisa menggunakan Power Bank sebagai sumber dayanya.
KOMPLIT Simplenya !!!

Bisa ya Gan ?! Jelas bisa, karena kurva pengisian baterai Li-Ion itu CC-CV.
Jadi dengan Vgs mosfet yang dikisaran 3.0V hingga 4.0V maka output otomatis masih dalam rentang mode Constant Current.
Walaupun hasil pengukuran hanya dikisaran ~900mA realnya akan tetapi arus outputnya cukup stabil.
Untuk Vgs diatas atau dibawah nilai tersebut bisa mencari opsi lain misal Buck LED Driver.

Peralatan yang dibutuhkan seperti gambar diatas :
- Multimeter sebagai pengukur tegangan.
- Heatsink kecil untuk mosfetnya itu sendiri (Dissipasi sekitar 4 Watt).
- Kit TP4056 yang telah disambung kabel (Wiring serupa dengan artikel Nelson Pass).
- Power Bank sebagai sumber daya.
- Mosfet yang akan di match.
- Kertas dan pulpen sebagai media pencatatan.

Multimeter dipasang sedekat mungkin dengan mosfet (teminal positif di Gate-Drain dan terminal negatif di Source) dan sebisa mungkin menjaga temperatur konstan.
Kemudian nyalakan Power Bank, amati angka Multimeter dan ambillah nilai pada rentang waktu tertentu (Saya ambil 10 detik sejak Power Bank dinyalakan) kemudian catat nilainya.
Karena mosfet yang saya ukur memiliki karakter "Negative Tempco" yang kalau dibiarkan terus menerus maka tegangan Vgs akan turun karena temperatur yang naik secara perlahan.
Ulangi hingga seluruh mosfet terukur nilai Vgsnya.

Hasilnya, dari ~20 biji mosfet, didapatkan nilai tertinggi 3.83V dan nilai terendah 3.43V.
Tapi sebagian besar dikisaran 3.6 hingga 3.7Volt. Kesimpulannya mosfet yang saya miliki sudah cukup baik sebaran Vgs-nya.

Seberapa penting matching mosfet ini, sangat bergantung dengan aplikasinya.
Dari artikel Nelson Pass beda 0.1V cukup baik, beda 0.01V lebih baik.
Tujuan utamanya agar tiap-tiap mosfet pada output amplifier men-share beban secara berimbang.
Secara logika saat diparalel, mosfet yang memiliki Vgs paling rendah akan mengambil porsi beban paling besar ketimbang temannya.

Komponen yang di-match merupakan tipe yang sama, misal N channel vs N channel dan P channel vs P channel.
Tidak perlu N channel vs P channel karena kedua tipe tersebut memiliki karakteristik yang berbeda.




I can't help it, I like to party, it's genetic
It's electrifying wind me up and watch me go
Bad Influence by Pink