BTCClicks.com Banner

Penjelasan dan karakteristik Field Effect Transistor (FET)

fet, karakteristik fet, field effect transistor, semikonduktor, penjelasan field effect transistor, pengertian fet

Field Effect Transistor atau biasa disebut sebagai Efek Medan Transistor merupakan komponen semikonduktor yang sering difungsikan sebagai penguat atau amplifier seperti transistor persambungan bipolar (BJT). Bedanya adalah konstruksi FET memberikan resistansi input yang sangat besar (dalam orde megaohm). FET juga memerlukan beberapa volt untuk rangkaian masukan dibandingkan dengan beberapa persepuluh volt (0,2 - 0,3 volt untuk BJT Ge atau 0,6 – 0,7 volt untuk BJT Si). Operasi FET tergantung pada pengendalian arus yang melalui kanal semikonduktor dengan satu polaritas. 


Bagian-bagian FET


FET terdiri dari empat bagian yaitu :
  1. Sumber (Source ) adalah terminal dimana pembawa muatan memasuki kanal untuk menyediakan arus dalam kanal. Arus sumber diberi simbol IS. Sumber atau source ekivalen dengan emitter pada BJT.
  2. Penguras (Drain) adalah terminal dimana arus meninggalkan kanal. Arus drain diberi simbol ID. Drain ekivalen dengan Collector pada BJT.
  3. Gerbang (Gate). Elektroda ini berfungsi mengendalikan konduktivitas kanal antara source dengan drain. Tegangan sinyal input umumnya diberikan ke gate. Tegangan gate diberi simbol VG. Gate ekivalen dengan Basis pada BJT, tetapi tegangan gate mengendalikan medan listrik dalam kanal, sementara arus basis mengendalikan arus kolektor dalam BJT.
  4. Kanal (Channel) adalah saluran penghubung antara source dengan drain yang memungkinkan muatan bergerak dari source ke drain.

Junction FET (JFET)


Untuk tipe Junction Field Effect Transistor (JFET) atau biasa juga disebut FET, gate dan kanal membentuk persambungan P-N konvensional. Persambungan P-N ini mempunyai resistansi yang tinggi karena selalu terbias balik (reverse bias). Kedua terminal gate terhubung secara internal.

fet, karakteristik fet, field effect transistor, semikonduktor, penjelasan field effect transistor, pengertian fet
JFET kanal N dan kanal P tanpa pembiasan

Prinsip  Kerja JFET Kanal N dan Karakteristik


Source dengan Gate terhubung singkat (VGS = 0 Volt)

fet, karakteristik fet, field effect transistor, semikonduktor, penjelasan field effect transistor, pengertian fet
Pembiasan FET, Source-Gate dihubung singkat (VGS = 0 V)

  • Pada saat tegangan VDS diberikan dengan polaritas tertentu (sesuai dengan tipe kanal), maka muatan akan bergerak dari Source ke Drain atau disebut arus drain (ID). Besar arus drain ditentukan oleh Besarnya tegangan VDS dan Resistansi kanalBesarnya arus drain berubah secara linier terhadap nilai VDS atau bersifat resistive.
  • Arus drain ID yang mengalir dalam kanal menyebabkan terjadinya jatuh tegangan (Voltage Drop) sepanjang kanal karena adanya resistansi kanal. Makin dekat ke Drain jatuh tegangan makin besar.
  • Jatuh tegangan dalam kanal menjadi tegangan pembias balik pada persambungan P-N antara kanal dengan gate. Akibatnya lapisan pengosongan pada persambungan P-N antara Gate-kanal menjadi semakin melebar yang menyebabkan kanal menyempit. Penyempitan kanal ekivalen dengan kenaikan resistansi
  • Akibatnya arus yang mengalir melalui kanal menjadi terbatas dan cenderung konstan. Karena itu FET biasa disebut sebagai piranti dengan arus konstan (Constant Current Devices). Lihat bgian CD pada kurva karakteristik ID = f(VDS)


Source - Gate diberi Bias Balik

Pemberian tegangan bias balik antara Source dengan Gate akan memperbesar tegangan pembias balik pada persambungan Gate-Kanal yang menyebabkan kanal akan semakin sempit dan arus yang bisa dilewatkan akan semakin kecil. Pemberian tegangan bias balik VGS pada level tertentu akan menyebabkan kanal tersumbat atau dengan kata lain arus sama dengan nol atau FET dalam keadaan Off.


        Kurva karakteristik JFET dapat digambarkan dalam dua bentuk yaitu :
1. ID = f (VDS) dengan tegangan VGS tertentu dan berbeda-beda
2. ID = f (VGS)

a. Gate - Source terhubung singkat (VGS = 0 volt)
fet, karakteristik fet, field effect transistor, semikonduktor, penjelasan field effect transistor, pengertian fet
Karakteristik Drain dalam bentuk ID = f(VDS)
Vp = Pinch Off Voltage = Tegangan Penjepit
IDss = Arus drain dalam keadaan gate-sorce terhubung singkat   
         (short Circuited, SS)

b. Gate – Source Terbias Balik
fet, karakteristik fet, field effect transistor, semikonduktor, penjelasan field effect transistor, pengertian fet
Karakteristik drain dalam bentuk ID = f(VDS) untuk VGS tertentu

Karakteristik Drain juga digambarkan dalam hubungan antara ID dengan VGS atau ID = f(VGS) seperti pada gambr 6.
fet, karakteristik fet, field effect transistor, semikonduktor, penjelasan field effect transistor, pengertian fet
Karakteristik drain dalam bentuk ID = f(VGS)
Keterangan :
IDSS = arus drain dalam keadaan VGS = 0 volt
VGS OFF = tegangan VGS yang menyebabkan ID = 0


Catatan : JFET dioperasikan dalam mode pengosongan artinya pemberian VGS akan menyebabkan kanal semakin sempit yang ekivalen dengan peningkatan resistansi kanal, sehingga level arus yang mengalir dalam kanal berkurang. Pada level VGS tertentu yang biasa disebut VGS (Off),  akhirnya kanal tertutup total sehingga tidak ada arus yang mengalir melalui kanal.

Berikut gambar grafik/kurva karakteristik dari FET :

fet, karakteristik fet, field effect transistor, semikonduktor, penjelasan field effect transistor, pengertian fet


1 komentar: