FET adalah Suatu komponen semi konduktor yang cara kerjanya berdasarkan pengaturan Arus dengan Medan Listrik. FET disebut Transistor Unipolar karena cara kerjanya hanya berdasarkan aliran pembawa muatan mayoritas saja. Sedangkan Transistor disebut Bipolar Junction Transistor karena bekerja berdasarkan aliran pembawa muatan Mayoritas dan Minoritas.
Keluarga Transistor (Semi Konduktor):
Keluarga Transistor (Semi Konduktor)
Gb.1. Struktur FET
Gambar (1-a) ini menunjukkan struktur suatu FET saluran N. FET ini terdiri dari batang semi konduktor type N yang pada kedua sisinya diapit oleh bahan semi konduktor type P.
FET memiliki 3 elektroda, yakni; Source (S), Gate (G), dan Drain (D). Antara (G) dan (S) dipasang tegangan UGG yang merupakan reverse bias bagi gate (G) Karena dioda antara (G) dan (S) mengalami reverse bias, maka timbulah Depletion Layer pada junction (lihat gambar 1-b) Supaya terjadi aliran antara (S) dan (D) , maka antara kedua elektroda ini dipasang sumber tegangan (UDD). Besar kecilnya arus yang mengalir tergantung dari lebarnya Depletion Layer tadi.
Jika UGG besar, Depletion Layer akan menjadi sedemikian lebarnya sehingga hampir menutup saluran antara (D) dan (S). Karena pada Depletion Layer tidak ada pembawa muatan, berarti bahwa jumlah pembawa muatan pada saluran menjadi kecil. Jika UGG kecil, Depletion Layer cukup tipis dan saluran antara (S) dan (D) cukup lebar, dengan demikian arus yang mengalir cukup besar.
Jadi tegangan gate menentukan besarnya arus yang mengalir antara (D - S). Karena G dalam kondisi reverse bias, arus (G) dianggap sama dengan nol.
Gb. 2 Simbol FET
Gambar 2 Menunjukkan simbol dari J FET bila ujung panah dari gate menuju garis vertikal yang melambangkan saluran, J FET dengan saluran N (Gb. 2-a) sebaliknya bila ujung panah meninggalkan saluran maka J FET tersebut adalah J FET dengan saluran P(Gb. 2-b).
Disebut Mosfet konstruksi khusus karena Mosfet jenis ini susunan bahannya dibuat dalam bentuk khusus, tidak seperti Mosfet biasanya. Adapun yang termasuk dalam Mosfet Konstruksi khusus adalah:
- Mosfet Gerbang Ganda ( Dual Gate Mosfet )
- V Mosfet
- SIP Mosfet.
1. Mosfet Gerbang Ganda ( Dual Gate Mosfet )
Mosfet gerbang ganda adalah mempunyai bentuk khusus yaitu mempunyai dua jalur aliran arus. Setiap kanal saluran arus dapat melalui sebuah gate dan tidak tergantung satu sama lain.
Gambar di bawah ini menunjukkan sebuah susunan dan simbol Mosfet gerbang ganda ( 2 gerbang ) dari type chanal N. Empat sambungan pada Mosfet bentuk khusus juga disebut Tetrode Mosfet.
a. Susunan bahan & b. Simbol Mosfet 2 Gerbang
Saluran arus G1 melalui kanal 1, G2 melalui kanal 2, dengan arus drain ( ID ) tidak tergantung dari dua macam tegangan gate UGS1 dan UGS2. Pada gambar 43 diperlihatkan karakteristik Mosfet dua gerbang Arus Drain ( ID ) fungsi dari UGS1 dan UGS2.
Grafik Karakteristik ID Fungsi UGS1 dan UGS2
Kelanjutan karakteristik yang penting diperlihatkan pada kondisi forward SG1, Y12 untuk gate 1 fungsi tegangan pengendali pada gate 2 (UGS2).
Karakteristik Forward
Diatas diperlihatkan bahwa mosfet dua gate dirangkai sebagai penguat dan faktor penguatan terbatas. Pada gate G1 didapatkan suatu contoh penguat akhir, sinyal diberikan pada G2 dimana didapat pengaturan tegangan G2. Melalui karakteristik Mosfet dapat dilakukan pengatur penguatan.
Mosfet dua gerbang dapat juga digunakan sebagai Mixer pada penerima FM dan televisi, dimana pada kedua gate tegangan sinyal diberikan dengan bermacam-macam frekuensi. Dengan demikian melalui pengendalian ganda " MIXING " dapat dicampurkan dua buah frekuensi dengan batasan yang ditentukan. Didalamnya terdapat tambahan rangkaian dua buah Zener diode yang dirangkai anti paralel pada setiap gatenya . Dalam hal ini gangguan statis dapat diperbaiki.
Karena melalui zener diode pada elektrode Souce dan Substrate dapat dipengaruhi. Gambar dibawah memperlihatkan rangkaian pengganti Mosfet gerbang ganda ( Dual gate ) type BF 961.
Rangkaian Pengganti Mosfet Dua Gerbang Type BF 961
2. V Mosfet
Dengan field efek transistor ( FET ) kita hanya dapat penguatan dengan daya kecil. Panjang kanal relatif kira-kira ± 5 µm dengan tahanan 1KΩ - 10 KΩ.
Dengan pengembangan teknik di mungkinkan pada FET ditempatkan sebuah lapisan Horizontal juga pada bagian struktur vertikal. Dengan demikian diberikan transformasi arus dan tegangan yang tinggi yang disesuaikan dengan besar penguatan daya. gambar 46 dibawah menunjukkan sebuah V Mosfet kanal N dan simbolnya.
a. Susunan Bahan V Mosfet Enhancemen Kanal N & b. Simbol E Mosfet
Disebut V Mosfet karena struktur bahan membentuk huruf V melalui bentuk V (1,5 µm) dapat di transformasi tahanan 1-5 Ω pada sebuah plat semikonduktor V Mosfet di pasang lebih banyak elemen berbentuk V Mosfet secara paralel, sehingga didapatkan pengukuran arus yang tinggi, dan penguatan daya pada V mosfet yang lebih tinggi.
V Mosfet dapat mentransformasikan arus sampai 10 Amper dan tegangan Drain Source ( UDS ) sampai 100 Volt.
Meskipun demikian terdapat saklar waktu didalam daerah nano detik ( ns ). Pada gambar diperlihatkan karakteristik sebuah Mosfet dan output. Karakteristik tersebut memiliki kemiripan seperti Mosfet Kanal N.
Pada V Mosfet Arus Drain ( ID ) semakin besar
a. Kurva Transkonduktansi V Mosfet & b. Karakteristik Output V Mosfet
V Mosfet dapat dipergunakan sebagai penguat atau sebagai saklar pada daerah dengan daya kecil. Tahanan masukan RGS terdapat pada lapisan isolasi sebesar 10¹²Ω. Dengan demikian sangat dimungkinkan V Mosfet menghasilkan penguatan tegangan yang besar.
3. SIP Mosfet
Nama SIP Mosfet singkatan dari Siemen Power Mosfet. Disini juga dikenal Mosfet dengan daya tinggi. Pada gambar dibawah ini diperlihatkan sebuah simbol dan susunan lapisan sebuah.SIP Mosfet.
Simbol dan Struktur Bahan SIP Mosfet
Susunan lapisan SIP Mosfet dibuat dalam lapisan horizontal. pada ohm yang rendah kristal N+ didapakan sebuah lapisan N. Pada permukaan atas lapisan N+ disusun Source didalam lapisan P.
Sebuah isolasi Quarz ( Kristal ) dibangun elektrode gate diantara permukaan atas Source.
Dengan demikian terdapat sebuah lapisan SIP Mosfet dari banyak elemen MOS yang dirangkaiakan secara paralel sehingga kerugian daya yang tinggi dapat ditiadakan.
Pada SIP Mosfet terdapat lapisan FET , untuk mengendalikan karakteristik outputnya. Contoh untuk BUZ 23.
Karakteristik Transkonduktansi dan Karakteristik Outputnya BUZ 23
SIP Mosfet mempunyai masukan yang tinggi , tetapi penstransformasian tahanan didalam pengendalian yang besar hanya bervariasi dari mili ohm sampai ohm. ( waktu hubung ) didalam pengaturan yang besar dalam beberapa nano detik ( ns ) dan tidak ada dua buah penstransferan seperti transistor bipolar, karena transformasi tahanan kanal mempunyai harga temperatur positif.
SIP Mosfet dipergunakan sebagai saklar Daya yang cepat dan mempunyai keuntungan pengendalian daya tidak seperti pada transistor . Disini diperlihatkan ketergantungan temperatur terhadap rugi daya untuk SIP Mosfet.
Jika Mosfet temperatur naik, daya ohm turun sehingga Mosfet tidak mati dan bila temperatur sudah normal daya bisa naik lagi.
Kurva daya Fungsi temperatur SIP Mosfet BUZ 23
Sumber:
- Disusun oleh Drs. Herry Sudjendro
- Editor Drs. Asmuniv
