JFET (Junction Field Effect Transistor)

Transkripsi

1 JFET (Juctio Field Effect Trasistor) truktur JFET rai () rai () - ate () ate () V ource () V ource () JFET Kaal JFET Kaal Perhatika (uutk kaal ) bahwa terdaat struktur juctio atara ate () dega ource(), da ada satu jalur arus yag melewati semikoduktor ekstrisik tie. (Igat bahwa semikoduktor ekstrisik lebih memuyai sifat medekati koduktor yag memuyai sifat resistif) JFET memafaatka adaya efek meda yag mucul ada juctio (sambuga) -. ebagaimaa dijelaska ada saat materi dioda, emberia tegaga ada juctio aka megakibatka erubaha daerah delesi (daerah yag memuyai sedikit muata bebas). Pada saat bias forward ( lebih ositif dariada ), arus daat dega mudah melewati juctio. Aka tetai ada saat bias reverse( lebih egatif dari ), hamir tidak ada arus yag daat melewati juctio, akibat semaki lebarya daerah delesi. Pada saat reverse bias, semaki egatif tegaga yag diberika atara dega, semaki lebar ula daerah delesi. Perubaha daerah delesi iilah yag dimafaatka ada JFET. Perhatika uruta gambar-gambar berikut: rai () rai () ate () ate () V > 0 V = 0 ource () -JFET saat diberi tegaga forward (V >0) Arus megalir maksimal ource () -JFET saat diberi tegaga 0 (V =0) Arus megalir maksimal

2 rai () ate () V < 0 I ource () -JFET saat diberi tegaga reverse (V <0) Terjadi elebara daerah deelesi di sekitar juctio. Arus terhambat, sehigga arus yag megalir tidak daat maksimal rai () rai () rai () ate () ate () ate () V 1 < 0 I V < 0 I V 3 < 0 I ource () ource () ource () -JFET saat diberi tegaga reverse (V 3 <V <V 1 <0) emaki lebar daerah delesiya, arus semaki sulit lewat. Pada V tertetu, arus yag lewat adalah ol. V ada kodisi ii desibut V (OFF) atau. Aa yag terjadi ketika V maki egatif? Ya bear, arus tidak aka megalir.

3 Karakteristik -- V -JFET V Hubuga atara arus I da tegaga V memeuhi suatu ersamaa = 1 V = arus dari rai ke ourve V =tegaga atara ate da ource = arus maksimum dari rai ke ource (suatu kostata) = tegaga yag megakibatka arus mejadi ol (suatu kostata) Arus yag megalir dari rai ke ource: = 1 V Arus ate-ource (I) Bias tegaga aakah yag diberika ada juctio ate-ource yag daat megatur arus? reverse bias. Bagaimaa arus yag lewat juctio ketika kodisi reverse bias? Arus ada saat reverse bias adalah ol. ehigga arus I ada JFET adalah ol I =0

4 truktur MO (Metal Oxide emicoductor) truktur MO membetuk suatu laisa metal (koduktor), oksida (isolator), da semikoduktor, sebagaimaa ditujukka gambar berikut: M E T A L O X I E EMICONUCTOR truktur MO M O uatu MO ketika diberika suatu tegaga atara metal dega semikoduktorya. Perhatika adaya muata yag mugki terkumul di bawah laisa oksida ketika ada metal terdaat muata! Megaa bisa terjadi? Aa embawa muata mayoritas ada semikoduktor tie? hole Aa yag terkumul ada laisa di bawah oksida ada gambar di atas? elektro Aakah terjadi erubaha sifat semikoduktor di bawah laisa oksida? Ya, ada. Laisa dibawah oksida mejadi semikoduktor tie, embawa mayoritas sekarag adalah elektro.

5 MOFET (Metal Oxide emicoductor Field Effect Trasistor) truktur MOFET rai () ate () ource () + Laisa tiis tie, dibuat ada saat fabrikasi -MOFET eletio Pada -MOFET deletio, sudah dibuatka suatu laisa tie (berlawaa dega tie semikoduktorya) dibawah laisa oksida. ehigga terdaat suatu jalur dega tye sama atara rai da ource. Jalur ii selajutya disebut chael. Pemberia tegaga V atiya aka daat memegaruhi keberadaa chael ii, dari chael yag lebar mejadi chael yag semit bahka hilag. rai () ate () ource () -MOFET Ehacemet Pada -MOFET Ehacemet, embetuka chael aka terjadi saat V diberi tegaga (terjadi eambaha chael, to ehace)

6 Pegaruh Pemberia Tegaga ada MOFET Arus yag ada MOFET Arus ke ate (I) Perhatika bahwa atara gate dega laisa laiya dibatasi oleh siliko yag meruaka isolator yag sagat baik, sehigga arus yag daat meembus (melewati) gate adalah ol. I =0 Arus rai ource (I) -MOFET eletio. Prisi kerja -MOFET eletio sagat miri dega JFET, yaitu emberia tegaga egatif atara ate da source daat meguragi lebar chael. Persamaa arus yag berlaku adalah sama yaitu = 1 V = arus dari rai ke ource V =tegaga atara ate da ource = arus maksimum dari rai ke ource (Kostata) = tegaga yag megakibatka arus mejadi ol (kostata) Arus yag megalir dari rai ke ource ada -MOFET: = 1 V -MOFET Ehacemet Prisi kerja -MOFET Ehacemet berbeda dega kedua tie FET sebelumya. Pemberia tegaga V dimaksudka utuk meambahka adaya suatu chael dibawah laisa oksida sehigga atiya terdaat jalur arus dari rai meuju ource. = K V V T = arus dari rai ke ource V =tegaga atara ate da ource K= Kostata MOFET (Amere/Volt ) V T = tegaga V yag megakibatka arus mejadi ol. Kostata.

7 imbol-simbol FET JFET JFET kaal N JFET kaal P -MOFET Bulk (emikoduktor) Bulk (emikoduktor) -MOFET kaal P -MOFET kaal N E-MOFET Bulk (emikoduktor) Bulk (emikoduktor) E-MOFET kaal N E-MOFET kaal P Perhatika bahwa simbol-simbol FET sagat miri dega struktur-struktur FET! etuju? Pada simbol MOFET, serig kali digambarka taa megguaka kaki Bulk. Jadi haya terdaat,, da. Umumya Bulk ada terhubug dega tegaga teredah, sedagka Bulk tie terhubug dega tegaga yag tertiggi.

8 Pemberia Tegaga Bias ada JFET (Ragkaia dega FET) Pada JFET kaal, utuk membuat JFET aktif (arus daat dikotrol oleh V) tegaga ada rai lebih ositif dibadigka tegaga ada ource. rai terhubug dega V sedagka ource terhubug dega V atau roud. Voltage ource Biasig 1k R V =-V V = -4V =1 ma (1) iketahui suatu ragkaia yag megguaka JFET -chael dega I=1mA da VP=-4V seerti ditujukka gambar di atas. Atara V dega rai terdaat R= 1k ohm Beraakah arus I da tegaga V yag terjadi? Jawab: esuai dega ersamaa arus ada JFET -chael bahwa : Maka = 1 V = 1mA 1 V 4 = 1mA 1 1 = 1mA x 1 4 = 3mA Loo tegaga yag dibetuk oleh V, R, FET, da roud memuyai ersamaa: V = I R + V sehigga 10V = 3mA x 100kΩ + V ieroleh V = 10V 3mA x 1kΩ = 7V

9 elf Bias ega R V = +10V R 1k R 1M I R 1,5k V = -4V = 8 ma Jawab: () iketahui suatu ragkaia yag megguaka JFET -chael dega I=8mA =-4V seerti ditujukka gambar di atas. Beraakah arus da tegaga V yag terjadi? Persamaa arus yag terjadi ada JFET adalah = 1 V (i) Arus I ada JFET adalah 0 A (Megaa? Jika tidak bisa mejawab berarti halama sebelumya ada yag terlewat membacaya). V =-I R = 0V (Megaa?) emetara itu, V =V -V (Megaa? audara asti tahu) ieroleh V =-V (ii) Arus megalir ada R da R. V = R ubtitusi Vs dega (ii) dieroleh -V = R = V R.. (iii)

10 I V ieroleh dua ersamaa I dari (i) da (ii), kita daat mecari ilai V dari sii. ieroleh: V R = 1 V ega R =1.5kΩ, =8mA, da =-4V dieroleh V =-.6V atau V =-7.07V. (Hituglah sediri secara rici, it s about ersamaa kuadrat ) Karea retag kerja arus I daat megalir jika V berada diatara da 0V maka V yag mugki adalah ega demikia = V R V =-.6 =.6V 1.5kΩ = 1.5mA V = +10V V daat dicari dega meyelesaika ersamaa loo yag terbetuk dari V, R,, R, da roud R 1k V = R + V + R 10V = 1. 5mA 1kΩ + V mA 1. 5kΩ V = 6. 5V R 1M I R 1,5k V = -4V = 8 ma Mudah ya?

11 Bias Pembagi Tegaga V = +15V R 1k R 1 00k R 100k I R 1,5k V = -4V =8 ma (3) Carilah da V utuk ragkaia di atas! Jawab: Persamaa arus yag terjadi ada JFET adalah = 1 V (i) Arus I ada JFET adalah 0 A. V = V R R 1 +R V = 5V (Megaa? Karea I=0 maka arus yag melewati R1 da R adalah sama, sehigga silahka dilajutka) emetara itu, V =V -V (Megaa? audara asti tahu) ieroleh V =5V-V (ii) Arus megalir ada R da R. V = R ubtitusi Vs dega (ii) dieroleh 5V-V = R = 5V V R.. (iii)

12 I V ieroleh dua ersamaa I dari (i) da (ii), kita daat mecari ilai V dari sii. ieroleh: 5 V = 1 V R ega R =1.5kΩ, =8mA, da =-4V dieroleh V =-1.1 atau V =-8. V. (Hituglah sediri secara rici, it s about ersamaa kuadrat ) Karea retag kerja arus I daat megalir jika V berada diatara da 0V maka V yag mugki adalah ega demikia = 5 V R V =-1.1V = 5 ( 1.1V) 1.5kΩ = 4.07mA V = +15V V daat dicari dega meyelesaika ersamaa loo yag terbetuk dari V, R,, R, da roud R 1 00k R 100k I R 1k R 1,5k V = -4V =8 ma V = R + V + R 15V = 4. 07mA 1kΩ + V mA 1. 5kΩ V = 4. 8V Mudah juga ya?

13 Tugas: 1. Ulagi cotoh-cotoh di atas dega tulisa taga saudara.. Ulagi cotoh (1) dega V =1 V, V =-V, =-3V, = 6mA, R =1kΩ 3. Ulagi cotoh () dega V = V, R =1MΩ, =-.5V, = 6mA, R =1kΩ, R =1.5kΩ 4. Ulagi cotoh (3) dega V =1 V, R 1 =500kΩ, R =1MΩ, =-3V, = 9mA, R =1kΩ, R =1.5kΩ 5. iketahui ragkai JFET bias embagi tegaga. JFET yag diguaka adalah memuyai I=9mA da VP=-3V. V yag diguaka adalah 15V da R yag terasag adalah 100kΩ. Beraakah R 1, R, R yag harus diasag agar dieroleh V =5V, =4mA, da V =11V? 6. iketahui Ragkai elf Bias JFET dega megguaka V V. JFET yag diguaka memuyai karakteristik =-.5V da =6mA. Pada ragkaia juga sudah terasag R =1MΩ. Jika diigika I=5mA da V=15, beraakah ilai R da R yag harus diasag? Kumulka lagsug tugas ada hari ei, 13 esember 010, atara jam 10 s.d (kecuali yag sedag kuliah euh ada jam tersebut silahka kofirmasi lagsug dega saya). aya tuggu di ruaga saya di dea Lab. Ifomatika da Komuter. Tugas ii harus dikumulka sediri, karea sekaligus aka dilakuka evaluasi utuk masig-masig mahasiswa. Pertayaa daat dilakuka lewat sms atau . Terima kasih.