Transistor Efek Medan
a. Perbedaan FET dan Transistor Bipolar
Transistor efek medan (field-effect transistor = FET) dengan
transistor bipolar memiliki perbedaan mendasar yaitu:
·
Pada transistor bipolar arus output (IC)
dikendalikan oleh arus input(IB). sedangkan dalam FET arus output (ID)
dikendalikan oleh tegangan input (VGS), karena arus input adalah nol. Sehingga
input FET sangat besar, dalam orde puluhan meggaohm.
·
Dibandingkan dengan transistor bipolar FET lebih
stabil terhadap temparatur dan konstruksinya lebih kecil serta pembuatannya
lebih mudah dari transistor bipolar,
·
FET bekerja atas aliran pembawa mayoritas saja,
sehingga FET cendrung membangkitkan noise
(desah) lebih kecil dari pada transistor bipolar.
·
Namun umumnya transistor bipolar lebih peka
terhadap input atau dengan kata lain penguatannya lebih besar. Disamping itu
transistor bipolar mempunyai lineritas yang lebih baik dan respon frekuensi
yang lebih lebar.
b. Konstruksi dan Karakteristik JFET (junction field-effect transistor )
JFET adalah komponen tiga terminal
dimana salah satu terminal dapat mengontrol arus antara dua terminal lainnya.
JFET terdiri atas dua jenis, yakni kanal-N dan kanal-P, sebagaimana transistor
terdapat jenis NPN dan PNP. Berikut akan
dibahas mengenai kanal-N, karena kanal-P adalah kebalikan dari kanal-N
bagian atas dari kanal dihubungkan
ke terminal yang disebut Drain (D) dan bagian bawah dihubungkan ke terminal
yang disebut Source (S). pada sisi kiri dan kanan dari kanal-N dimasukkan bahan
tipe P yang dihubungkan bersama-sama ke terminal yang disebut dengan Gate (G).
pada
saat terminal belum diberi tegangan bias dari luar, maka pada persambungan P
dan N pada kedua gate terdapat daerah pengosongan. Pada daerah pengosongan
tidak terdapat pembawaan muatan bebas, sehingga tidak mendukung aliran arus
sepanjang kanal.
Apabila
antara terminal D dan S diberi teganan positip (VDS = positip) dan antara
terminal G dan S diberi tegangan nol (VGS = 0), maka persambungan antara G dan
D mendapat bias negatif, sehingga daerah pengosongan semakin lebar. Sedangkan
persambungan antara G dan S daerah pengosongannya tetap seperti semula saat
tidak ada bias. Untuk membuat VGS = 0 adalah dengan cara menghubungkan terminal G
dan terminal S.
Dengan
adanya VDS bernilai positif, maka electron dari S akan mengalir menuju D
melewati kanal N, karena kanal-N tersedia banyak pembawa muatan mayoritas
electron. Dengan kata lain arus listrik pada drain (ID) mengalir dari sumber
VDS dan arus pada source (IS) menuju sumber. Aliran electron ini melewati celah
yang disebabkan oleh daerah pengosongan sebelah kiri dan kanan.
Apabila
tegangan VDS diperbesar maka persambungan G dan D semakin besar mendapat
tegangan bias mundur, sehingga daerah pengosongan semakin melebar. Apabila
tegangan VDS dinaikan terus sehingga daerah pengosongan sebelah kiri dan kanan
bersentuhan maka aliran electron akan jenuh yang disebut dengan kondisi pinch-off. Pada kondisi ini (arus mulai
jenuh dan VGS = 0) tegangan VDS disebut dengan tegangan pinch-off (Vp). Kenaikan
VDS sesudah ini tidak akan menambah arus ID lebih besar lagi atau ID akan
tetap, yakni yang disebut dengan IDSS (drain-source
saturation current). IDSS adalah arus drain maksimum dengan kondisi VGS = 0
volt dan VDS = |Vp|.
c. Krakteristik Transfer JFET
Persamaan Shockley:
Karakter transfer JFET merupakan
hubungan antara arus drain ID dengan tegangan gate-source VGS setelah tercapai
titik pinch-off. Apabila harga VGS = 0 dimasukkan ke persamaan Shockley:
Apabila harga VGS = Vp dimasukkan:
Selanjutnya dengan memasukkan
bernagai harga VGS kedalam persamaan Shockley akan diproleh kurva transfer
lengkap.
Tegangan VDS yang diperlukan untuk
membuat arus ID menjadi jenuh (titik pinch-off) tergantung dari harga VGS-nya.
Bila VGS = 0, maka VDS yang diperlukan adalah semakin kecil. Hubungan VDS(sat)
ini dinyatakan dengan persamaan:
VDS(sat) = VGS = Vp
Daerah operasi adalah sesudah titik
pinch-off dan dibawah daerah break-down. Pada daerah ini arus ID jenuh dan
tergantung dari harga VGS dan tidak tergantung dari VDS, sesuai dengan
persamaan Shockley. Daerah antara titik pinch-off dan break-down disebut juga
dengan daerah aktif atau daerah jenuh, dimana JFET banyak dipakai sebagai
penguat. Sedangkan sebelum titik pinch-off disebut daerah ohmik atau daerah
yang dikendalikan tegangan (voltage-controlled
region), dimana JFET berlaku seperti resistr variable.
DAFTAR RUJUKAN
Surjono, herman dwi. (2008).
Elektro analog. Jember – jawa timur: cerdas ulet kreatif.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar