www.SAP.or.id

3.Trioda
Pertama kali dioda ditemukan oleh seorang ilmuwan Amerika yang bernama
Dr. Lee De Forest (1873-1961) pada tahun 1906, dengan menambahkan sebuah elektroda tambahan yang diberi nama control grid diantara katoda dan plate dari dioda yang sebelumnya telah dicipatakan oleh J.A Fleming.

Struktur dan simbol trioda dapat dilihat pada Figure 13. Sesuai dengan namanya maka trioda memiliki tiga buah elektroda yaitu katoda, grid dan plate.
Katoda berada pada pusat dari trioda dan dikelilingi oleh grid yang berbentuk anyaman kawat melingkar. Antara setiap lapisan anyaman grid terdapat celah yang cukup besar yang memungkinkan mengalirnya elektron menuju plate. Sedangkan plate melingkupi katoda, grid dan juga filament.
Pada trioda grid berperan dalam mengatur aliran elektron yang menuju ke plate dengan memanfaatkan perubahan kondisi tegangan yang ada padanya.
Untuk dapat memahami peranan grid dalam mengatur aliran elektron anda dapat megamati gambar 14 berikut ini.

    Ketika grid berada pada tegangan dibawah 0V atau negatif maka muatan negatif yang ada pada grid akan menolak elektron untuk beremisi menuju plate sehingga tidak ada ataupun hanya sedikit sekali elektron yang dapat beremisi menuju plate.
Pada situasi ini ada  nilai tegangan negatif tertentu yang jika diberikan pada katoda maka tidak ada sama sekali elektron yang dapat mengalir dari katoda menuju plate, tegangan ini dinamakan "grid cutt of voltage".
     Ketika grid berada pada tegangan 0V maka elektron mulai dapat beremisi menuju plate, hal ini disebabkan karena pada tegangan 0 yang relatif lebih positif terhadap muatan elektron yang negatif maka tidak ada daya tolak dari muatan di grid terhadap elektron di katoda yang akan  beremisi menuju plate.
    Ketika grid berada pada tegangan positif maka muatan positif yang ada pada grid akan menarik elektron pada katoda untuk kemudian beremisi melewati celah celah yang ada pada anyaman grid menuju plate. Semakin positif tegangan grid maka akan semakin besar pula elektron yang mengalir dari plate.

Catatan : Pada pembahasan mengenai trioda dan seterusnya saya  akan
              menggunakan   Ec  untuk menyatakan tegangan grid, Eb untuk
              menyatakan tegangan Plate,  dan Ib untuk menyatakan arus plate

* Karakteristik  Tabung
Ada dua buah karakteristik penting dari trioda yaitu Plate Characteristik dan Mutual Characteristic. Karkteristik ini dapat dilihat pada Figure 16 dan 17.
Sedangkan rangkaian uji untuk mendapatkan kedua karakteristik tersebut dapat dilihat pada Figure 15.


Dalam Figure 15 anda dapat melihat bahwa pada bagian grid dan plate dari tabung diberikan supply dua buah tegangan DC variable tersendiri, yang bertujuan untuk mendapatkan tegangan tertentu dari grid dan plate. Tegangan grid, tegangan plate dan juga arus plate diukur dengan meter tersendiri. Dari rangkaian inilah dapat diperoleh plate karakteristik dan mutual karakteristik.
Plate Characteristic menggambarkan koorelasi antara tegangan plate dan arus plate pada nilai tegangan grid tertentu, sedangkan Mutual characteristic memberikan hubungan antara tegangan grid dan arus plate pada nilai tegangan plate tertentu. Dalam kenyataannya kedua karakteristik ini banyak digunakan untuk merancang rangkaian elektronik tabung.

 * Konstanta Tabung Hampa
Tabung memiliki beberapa konstanta yang seringkali perlu digunakan dalam proses perancangan rangkaian, konstanta tersebut ialah :
- Faktor penguatan (mu)
  Konstanta mu menunjukkan sejauh mana tegangan pada grid dapat menentukan
  terjadinya perubahan pada tegangan plate. Berdasarkan definisinya mu ialah
  rasio perubahan kecil perubahan tegangan plate terhadap perubahan kecil
  tegangan  grid pada arus plate yang konstan.
  Dalam bentuk Formula :   mu = d(Ep)/d(Ec)  ----> untuk d(Ib) = 0

- Transkondutansi (gm)
   Konstanta transkonduktansi menunjukkkan sejauh mana tegangan grid dapat
   mempengaruhi terjadinya perubahan arus plate. Berdasarkan definisinya gm
   ialah rasio perubahan kecil arus plate terhadap perubahan kecil pada tegangan
   grid pada tegangan plate yang konstan
   Dalam bentuk formula  gm = d(Ib)/d(Ec)  ----> untuk d(Eb)= 0

- Plate Resistance (rp)
   Transkonduktansi ialah rasio perubahan kecil pada tegangan plate terhadap
  perubahan kecil pada arus plate .
  Dalam bentuk formula  rp = d(Eb)/d(Ib) ----> untuk d(Ec)= 0

- Hubungan antara mu gm, dan rp

     mu =   d(Ep)/d(Ec) ...........................................................Persamaan 1

Pada persamaan 1 tersebut kita kalikan dengan 1 atau d(Ib)/d(Ib) sehingga persamaan 1 menjadi

    mu = d(Ep)/d(Ec)  X  d(Ib)/d(Ib)................................Persamaan 2

    Lalu persamaan 2 kita modifikasi menjadi

   mu = d(Ib)/d(Ec)  X  d(Ep)/d(Ib).................................Persamaan 3

  dimana d(Ib)/d(Ec) = gm     dan     d(Ep)/d(Ib) = rp

  sehingga persamaan 3 dapat kita tulis sebagai :

                     mu = gm x rp .................................Persamaan 4

 * Kelemahan kelemahan tabung trioda
  Ketika pertama kali ditemukan oleh Dr. Lee De forest tabung trioda memberi banyak harapan untuk pengembangan lebih lanjut dalam bidang elektronika yang sebelumnya tak pernah terpikirkan oleh para ilmuwan. Namun trioda masih memiliki dua kelemahan yaitu
a) Faktor penguatan, faktor penguatan dari trioda dianggap masih terlalu rendah
    untuk kebanyakan penerapan rangkaian elektornika, sampai saat ini trioda
    yang  pernah saya temukan hanya mampu mencapai faktor penguatan 100 yaitu
    tabung trioda type 12AX7
b) Adanya interelectrode capacitance antara ketiga elektroda pada tabung trioda.
    kapasitansi tersebut ialah Cgk ( antara grid dan katoda) , Cgp (antara grid dan
    plate), dan Cpk (antaran plate dan katoda).

Nilai dari interelectrode  capacitance ini adalah kecil yaitu berkisar 2 sampai 12  picofarad, dan tidak berpengaruh banyak ketika tabung trioda beroperasi pada frekuensi rendah namun pada frekuensi tinggi sifat kapasitansi tersebut dapat berpengaruh terutama Cgp yang berperan sebagai kapasitansi umpan balik dari plate ke grid yang berakibat menurunkan penguatan pada frekuensi tinggi sehingga trioda kurang bagus untuk digunakan dalam aplikasi frekuensi tinggi.

Catatan Tentang kelemahan trioda
Kelemahan trioda yang saya uraikan di atas adalah kalau dilihat dari aplikasi tabung trioda dalam bidang elektronika secara umum, akan tetapi khusus dalam bidang audio, saya sendiri dan juga banyak penggemar high end berpendapat bahwa trioda memiliki karakter suara yang paling "sweet" dibandingkan dengan type tabung hampa lainya. Kebenaran tentang pendapat ini dapat kita pertimbangkan sambil melihat pada kenyataan bahwa saat ini sudah mulai banyak produsen  high end yang memproduksi penguat dengan menggunakan tabung trioda seperti misalnya penguat single ended trioda yg menggunakan tabung trioda type 300B yang pada saat ini sedang populer. Kelemahan tabung trioda dalam hal aplikasi frekuensi tinggi dan penguatan yang rendah tidak terlalu bermasalah pada aplikasi penguat audio yang memang bekerja pada frekuensi yang relatif rendah yaitu maksimum 20kHz dan juga tidak selalu rangkaian penguat audio membutuhkan penguatan yang tinggi sekali.

                                            Berlanjut ke Tetrode

Kembali ke baris ter atas

Kembali ke Menu Teori Vacuum Tube

Kembali ke halaman utama