D I C. I d Arus Kontrol. Tegangan Kontrol

Transkripsi

1 B a b 5 Field Effect Transistor (FET) Jenis lain dari transistor adalah Field Effect Transistor (FET). Perbedaan utama antara BJT dan FET adalah engontrol kerja dari transistor tersebut. Jika BJT kerjanya dikontrol oleh arus engontrol maka FET bekerja dengan dikontrol oleh tegangan engontrol. Perhatikan gambar berikut untuk lebih jelasnya. C C d Arus Kontrol B B BJT G + B FET E Tegangan Kontrol G - Gambar 5.1 (a) Current Controller (b) oltage Controller Amlifier Pada gambar 5.1.a, nilai c bergantung ada nilai dari B, sementara ada FET (Gbr 5.1.b) arus nilainya tergantung ada tegangan G. Jika ada BJT terdaat jenis transistor n dan nn, maka ada FET jenisnya adalah n-channel dan -channel. Karakteristik lain yang enting dari FET adalah medansi inutnya yang tinggi. ua tie dari FET yang akan dibahas berikutnya adalah Junction Field Effect Transistor (JFET) dan Metal-Oxide-emikonduktor-Field Effect transistor (MOFET)

2 5.1 KONTRUK AN KARAKTERTK AR JFET Pada bagian embahasan BJT sebelumnya, tie nn banyak digunakan dalam analisis, sementara ada bagian JFET ini yang akan digunakan adalah n-channel JFET. Berikut adalah konstruksi dari n-channel JFET Gambar 5.2 Junction Field Effect Transistor (JFET) Jika dierhatikan sebagian besar dari struktur gambar 5.2 adalah meruakan material semikonduktor tie-n yang membentuk channel (saluran) antara material semikonduktor tie-. Bagian atas dari material tie-n dihubungkan melalui ohmic contact ke terminal yang disebut rain (), sementara bagian bawahnya dihubungkan juga melalui ohmic contact ke terminal ource (). Kedua material tie- dihubungkan bersama ke terminal Gate (G) G = 0, bernilai ositif Pada gambar 5.3, tegangan bernilai ositif diberikan ada channel, Gate dihubungkan dengan ource untuk memeroleh G = 0. Hasilnya, terminal G dan bernilai sama, dan daerah delesi ada bagian bawah kedua material tie- seerti dalam keadaan tidak terbias (gbr 5.2)

3 Gambar 5.3 JFET ada G = 0 dan > 0 Ketika =, maka =. Resistansi ada material tie-n bervariasi membesar mulai dari atas ke bawah. Oleh sebab itu, jika kita berikan bias reverse ( ) akan mengakibatkan adanya erbedaan lebar daerah delesi, dimana bagian atas akan lebih lebar dariada bagian bawah. ejalan dengan naiknya nilai, juga akan bergerak naik samai ada titik saturasi transistor seerti yang dijelaskan ada Hukum Ohm. Gambar 5.4 versus untuk G = 0 Jika terus dinaikkan, daerah delesi ada bagian atas kedua tie- akan terus membesar hingga akibatnya bersentuhan. Kondisi ini disebut inch-off, sementara nilai

4 tegangan yang menyebabkan inch-off disebut kegagalan inch-off (). alam kondisi inch-off menjadi saturasi (). () meruakan arus rain maksimum untuk JFET dan dicaai ada kondisi G = 0 dan > G < 0 Tegangan antara Gate & ource G adalah tegangan engontrol dan ada JFET seerti B ada BJT yang mengontrol C dan CE ada JFET n-channel tegangan G diatur ada nilai yang sangat kecil hingga bernilai negative. Efek dari eneraan bias negative G adalh terjadinya daerah delesi seerti ketika G = 0 tetai ada tingkat yang lebih rendah, sehingga tingkat saturasi daat dicaai ada yang lebih rendah. Keadaan saturasi dieroleh ketika G = oltage Controller Resistor JFET daat ula dioerasikan sehingga variable resistor yang resistansinya dikontrol oleh G. Resistansi dalam hubungannya dengan tegangan G dijelaskan oleh ersamaan berikut rd r =..(5.1) O 2 ( 1 G / ) ro = resistansi ada G = 0 rd = resistansi ada nilai G tertentu Piranti -channel P-channel JFET memunyai konstruksi dan karakteristik yang meruakan kebalikan dari JFET tie n-channel

5 Gambar 5.5 -Channel JFET imbol imbol gambar untuk n-channel dan -channel JFET daat dilihat ada gambar 5.6. Tanda anah menggambarkan arah arus G. Gambar 5.6 imbol JFET (a) n-channel (b) -channel Kesimulan Beberaa arameter dan hubungan yang enting dari embahasan daat disimulkan sebagai berikut: Arus maksimum didefinisikan sehingga, terjadi bila G = 0 dan (gambar 5.7) Jika G < titik inch-off, arus rain adalah 0A (=0A) (gbr 5.7b)

6 Untuk semua level G antara 0 dan level inch-off arus berkisar antara dan 0 (gbr 5.7c) G + G - = G = - GG GG G GG + G - = 0 (a) GG GG G O + G - ma < 0 (b) (c) Gambar 5.7 (a) G = 0 = (b) cutoff ( = 0) G < (c) 0 < < untuk G KARAKTERTK TRANFER Pada JFET, hubungan antar dan G didekati dengan ersamaan hockley G 2 = (1 ) (5.2) Pada analisa dc dari JFET, kita akan lebih banyak menggunakan analisa grafis dariada matematis

7 (ma) (ma) 8 8 G = = 0mA G = G = -1 G = -2 G = -3 G () G = -4 Gambar 5.8 Menggambarkan kurva transfer dari karakteristik esain 5.3 HUBUNGAN PENTNG JFET ENGAN BJT Berikut adalah hubungan kesetaraan yang enting antara JFET dan BJT yang diturunkan dari gambar 5.9 (a) dan (b). 1 = G 2 C = β B Gambar 5.9 (a) JFET (b) BJT JFET Tabel 5.1 Perbedaan JFET dengan BJT BJT = (1 G 2 ) = β C B

8 = C E = G = 0A BE = TPE MOFET EPLE (EPLETON TYPE MOFET) eerti telah dikemukakan ada bagian endahuluan, ada 2 tie dari FET yaitu JFET dan MOFET. MOFET sendiri memiliki 2 tie, yaitu: eletion tye MOFET Enhancement tye MOFET eletion dan Enhancement menyatakan dasar oerasi dari MOFET. MOFET tye delesi memunyai karakteristik miri dengan JFET. Konstruksi dasar dari tie MOFET delesi adalah seerti gambar berikut io 2 n-channel metal contact G n n substrate substrate ss n n doed region Gambar 5.9 MOFET tie elesi n-channel ari gambar daat diketahui bahwa tidak terdaat koneksi listrik secara langsung antara terminal Gate dan channel dari mofet melainkan melalui insulating layer io 2. nsulating layer ini mengakibatkan MOFET ini memunyai imedansi inut yang tinggi. imbol dari MOFET tie delesi daat digambarkan sebagai berikut:

9 Gambar 5.10 imbol Grafis (a) n-channel deletion tye MOFET (b) -channel deletion tye MOFET