Oscilator Colpitts

Oscilator Colpitts pada dasarnya mirip dengan oscilator Hartley. Perbedaan yang mendasar terletak pada bagian rangkaian tangki (tank circuit). Pada oscilator Colpitts, digunakan dua kapasitor sebagai pengganti induktor yang terbagi. Rangkaian umpan balik dibuat dengan menggunakan “medan elektrostatik” melalui jaringan pembagi kapasitor. Frekuensi resonansi rangkaian oscilator colpitts ditentukan oleh dua kapasitor terhubung seri dan induktor. Rangkaian oscilator colpitts secara detil dapat dilihat pada gambar berikut :

Rangkaian Oscilator Colpitts

Dari gambar rangkaian oscilator colpitts diatas tegangan bias untuk basis diberikan melalui R1 dan R2 sedangkan tegangan bias untuk emitor diberikan melalui R4. Kolektor diberi bias mundur dengan menghubungkan ke bagian positif dari VCC melalui R3. Resistor R3 juga berfungsi sebagai beban kolektor. Penguat transistor rangkaian oscilator colpitts dibuat dengan konfigurasi common emitor.

Pada saat sumber tegangan DC diberikan pada rangkaian oscilator colpitts, arus mengalir dari bagian negatif V_CC melalui R₄, Q₁ dan R₃. Arus I_C yang mengalir melalui R₃ menyebabkan penurunan tegangan V_C dengan harga positif. Tegangan yang berubah ke arah negatif ini juga diberikan ke bagian atas C₁ melalui C₃. Bagian bawah C₂ bermuatan positif dan tertambahkan ke tegangan basis sehingga menaikkan harga I_B. Transistor Q₁ akan semakin berkonduksi sampai pada titik jenuh. Saat Q₁ sampai pada titik jenuh maka tidak ada lagi kenaikan I_C dan perubahan V_C juga akan terhenti. Sehingga tidak terdapat umpan balik ke bagian atas C₂. Muatan pada C₁ dan C₂ akan dikosongkan melalui L₁ dan selanjutnya medan magnet di sekitar L₁ akan menghilang. Arus pengosongan tetap berlangsung untuk sesaat. Keping C₂ bagian bawah menjadi bermuatan negatif dan keping C₁ bagian atas bermuatan positif. Ini akan mengurangi tegangan bias maju Q₁ dan I_C akan menurun. Harga V_C akan mulai naik ke arah V_CC, kenaikan ini akan diupankan kembali ke bagian atas keping kapasitor C₁ melalui C₃. C₁ akan bermuatan lebih positif dan bagian bawah C₂ menjadi lebih negatif. Proses ini terus berlanjut sampai Q₁ pada rangkaian ocilator colpitts sampai pada titik cutoff.

Pada saat Q₁ rangkaian oscilator colpitts sampai pada titik cutoff, maka tidak ada arus I_C. Tidak ada tegangan umpan balik ke C₁. Gabungan muatan yang terkumpul pada C₁ dan C₂ dikosongkan melalui L₁. Arus pengosongan mengalir dari bagian bawah C₂ ke bagian atas C₁. Muatan negatif pada C₂ akan habis dengan cepat dan medan magnet di sekitar L₁ akan menghilang. Arus yang mengalir masih terus berlanjut. Keping C₂ bagian bawah menjadi bermuatan positif dan keping C₁ bagian atas bermuatan negatif. Tegangan positif pada C₂ menarik Q₁ dari daerah cutoff . Selanjutnya I_C akan mulai mengalir lagi dan proses dimulai lagi dari titik ini. Energi dari rangkaian umpan balik ditambahkan ke rangkaian tangki oscilator colpitts sesaat pada setiap adanya perubahan.

Besarnya umpan balik pada rangkaian osilator colpitts ditentukan oleh “nilai kapasitansi” C₁ dan C₂. Harga C₁ pada rangkaian ini jauh lebih kecil dibandingkan dengan C₂ atau X_C1 > X_C2. Tegangan pada C₁ lebih besar dibandingkan pada C₂. Dengan membuat C₂ lebih kecil akan diperoleh tegangan balikan yang lebih besar. Namun dengan menaikkan balikan terlalu tinggi akan mengakibatkan terjadinya distorsi. Biasanya sekitar 10-50% tegangan kolektor dikembalikan ke rangkaian tangki sebagai sinyal umpan balik rangkaian oscilator colpitts.