Bengkeltv.id – Pengertian Field Effect Transistor : Kelebihan dan Kekurangannya. Dalam dunia elektronika, berbagai komponen memiliki peran penting untuk mendukung operasional perangkat yang kita gunakan sehari-hari. Salah satu komponen tersebut adalah transistor. Dalam artikel ini, kita akan membahas lebih dalam tentang salah satu jenis transistor yang penting, yaitu Field Effect Transistor atau yang lebih dikenal dengan singkatan FET.
Mungkin beberapa dari kita belum terlalu familiar dengan istilah ini. Lantas, apa sebenarnya Pengertian Field Effect Transistor? Mengapa komponen ini sangat penting dalam dunia elektronika? Simak penjelasan lengkapnya berikut ini.
Pengertian Field Effect Transistor
Pengertian Field Effect Transistor, transistor efek medan atau Field Effect Transistor (FET), merupakan jenis transistor yang menggunakan prinsip kerja medan listrik untuk mengendalikan konduktivitasnya. Fungsinya tak jauh berbeda dengan transistor bipolar, namun, metode pengendalian arus output menjadi titik pembeda utama.
Pada FET, tegangan input menjadi kontrol utama untuk arus output. Sedangkan pada transistor bipolar, arus output atau IC diatur oleh arus input atau IB. Artinya, transistor bipolar memanfaatkan arus sebagai kontrol utama, sedangkan FET mengKalianlkan tegangan.
Hal ini juga membuat FET dikenal dengan sebutan transistor unipolar atau transistor satu katup. Kenapa? Karena efisiensi kerja FET hanya bergantung pada satu jenis pembawa muatan, bisa itu elektron atau hole. Di sisi lain, transistor bipolar mengKalianlkan dua jenis pembawa muatan, yakni elektron yang memiliki muatan negatif dan hole yang memiliki muatan positif.
Prinsip kerja FET melibatkan formasi dari lapisan deplesi atau depletion layer. Lapisan ini terbentuk antara semikonduktor tipe N dan tipe P akibat interaksi elektron dan hole di wilayah perbatasan. Lapisan deplesi bertindak seperti medan listrik dan dapat mengalami perubahan ukuran sesuai dengan tegangan yang diterapkan antara gate dan source.
Jenis-Jenis Field Effect Transistor (FET) dan Cara Kerjanya
Setelah mengetahui Pengertian Field Effect Transistor, pada dasarnya terdapat dua jenis klasifikasi utama pada Field Effect Transistor atau FET ini, kedua jenis tersebut diantaranya adalah JFET (Junction Field Effect Transistor) dan MOSFET (Metal Oxide Semiconduction Field Effect Transistor).
1. Junction FET (JFET)
Cara kerja JFET pada dasarnya mirip dengan kerja katup air yang mengatur aliran air dalam pipa. Elektron atau Lubang akan mengalir dari Terminal Sumber (S) ke Terminal Pembuangan (D). Arus pada keluaran, yaitu Arus Pembuangan (ID), akan sama dengan Arus masukan, yaitu Arus Sumber (IS). Prinsip kerja ini serupa dengan pipa air di rumah kita, dengan asumsi tidak ada kebocoran dalam pipa air.
Besarnya arus listrik tergantung pada tegangan yang diberikan ke Terminal Gerbang (GATE (G)). Fluktuasi tegangan di Terminal Gerbang (VG) akan menyebabkan perubahan dalam arus listrik yang mengalir melalui saluran IS atau ID. Bahkan fluktuasi kecil dapat menghasilkan variasi yang signifikan dalam arus pembawa muatan yang melewati JFET. Dengan demikian, terjadi penguatan tegangan dalam rangkaian elektronik.
Junction FET, atau biasa disebut JFET, memiliki dua tipe berdasarkan bahan semikonduktor yang digunakan dalam saluran atau kanalnya. JFET tipe Kanal N (N-Channel) terbuat dari bahan semikonduktor tipe N, sedangkan JFET tipe Kanal P (P-Channel) terbuat dari bahan semikonduktor tipe P.
a. JFET Kanal-N
Berikut dibawah ini adalah gambar struktur dasar JFET jenis Kanal-N.
Pada jenis ini, saluran atau kanal terbentuk dari bahan semikonduktor tipe N, dengan satu ujungnya sebagai Sumber (S) dan ujung lainnya sebagai Pembuangan (D). Mayoritas pembawa muatan atau pembawa pada JFET jenis Kanal-N ini adalah elektron.
Gerbang pada JFET jenis Kanal-N terdiri dari bahan semikonduktor tipe P. Bagian lain yang terbuat dari semikonduktor tipe P pada JFET Kanal-N ini disebut sebagai Substrat, yang membentuk batas di sisi saluran yang berlawanan dengan Gerbang (G).
Tegangan yang diterapkan pada Terminal Gerbang (G) menciptakan medan listrik yang mempengaruhi aliran pembawa muatan melalui saluran tersebut. Semakin negatif nilai VG, saluran akan menjadi lebih sempit, yang pada akhirnya mengakibatkan berkurangnya arus pada keluaran (ID).
b. JFET Kanal-P
Di bawah ini adalah ilustrasi struktur dasar JFET jenis Kanal-P.
Saluran pada JFET jenis Kanal-P terbuat dari bahan semikonduktor tipe P. Mayoritas pembawa muatan dalam JFET ini adalah Hole. Bagian Gerbang (G) dan Substrat pada JFET Kanal-P terbuat dari bahan semikonduktor tipe N.
Pada JFET Kanal-P, semakin positif nilai VG, saluran akan semakin sempit, yang pada akhirnya mengakibatkan berkurangnya arus pada keluaran JFET (ID).
Dari simbolnya, kita dapat membedakan JFET Kanal-N dan JFET Kanal-P. Anak panah pada simbol JFET Kanal-N menghadap ke dalam, sedangkan anak panah pada simbol JFET Kanal-P menghadap ke luar.
2. Metal Oxide Semiconduction Field Effect Transistor (MOSFET)
Sama seperti JFET, saluran pada MOSFET juga dapat berupa bahan semikonduktor tipe-N atau tipe-P. Terminal atau Elektroda Gerbangnya terbuat dari logam yang permukaannya dioksidasikan. Lapisan oksidasi ini berfungsi untuk mencegah hubungan listrik antara Terminal Gerbang dan saluran.
Oleh karena itu, MOSFET sering disebut juga sebagai Insulated-Gate FET (IGFET). Karena lapisan oksidasi ini bertindak sebagai bahan dielektrik, secara prinsip tidak ada arus yang mengalir antara Gerbang dan saluran.
Akibatnya, Impedansi Input pada MOSFET sangat tinggi dan jauh melebihi Impedansi Input pada JFET. Pada beberapa jenis MOSFET, Impedansi Input dapat mencapai triliunan ohm (10^12 ohm). Dalam bahasa Indonesia, MOSFET juga dikenal sebagai Transistor Efek Medan Semikonduktor Logam-Oksida.
Salah satu kelemahan MOSFET adalah lapisan oksidasi yang tipis, sehingga sangat rentan terhadap kerusakan akibat muatan elektrostatis (Electrostatic Discharge).
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, MOSFET pada dasarnya terdiri dari dua tipe, yaitu MOSFET tipe N dan MOSFET tipe P.
a. MOSFET tipe N
MOSFET tipe N umumnya disebut sebagai NMOSFET atau nMOS. Berikut ini adalah ilustrasi struktur dan simbol MOSFET tipe N.
b. MOSFET tipe P
MOSFET tipe P biasanya disebut sebagai PMOSFET atau pMOS. Berikut ini adalah ilustrasi struktur dan simbol MOSFET tipe P.
Perbedaan JFET dan MOSFET
Perbedaan antara JFET (Junction Field Effect Transistor) dan MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) terletak pada beberapa hal:
- Perbedaan utama antara JFET dan MOSFET terletak pada beberapa faktor. JFET hanya beroperasi dalam mode deplesi, sedangkan MOSFET dapat beroperasi dalam mode deplesi dan peningkatan.
- JFET umumnya disebut sebagai perangkat ON, karena perangkat ini dalam kondisi aktif ketika tegangan gerbang negatif terhadap tegangan sumber. Sebaliknya, MOSFET disebut sebagai perangkat OFF normal, karena perangkat ini aktif ketika tegangan gerbang yang diterapkan memasukkan perangkat ke mode ON.
- Karena arus kebocoran yang sangat kecil, impedansi input MOSFET jauh lebih tinggi daripada JFET.
- Dalam hal kecepatan operasional, FET memiliki operasi yang lebih lambat dan memiliki ketahanan pengurasan yang lebih tinggi dibandingkan dengan MOSFET.
- JFET memiliki kurva karakteristik yang lebih datar daripada MOSFET.
Kelebihan dan Kelemahan FET
Setelah menjelaskan Pengertian Field Effect Transistor (FET), terdapat beberapa kelebihan dan kelemahan yang dimiliki oleh FET. Salah satu kelebihan FET adalah kemampuannya untuk bekerja dengan baik dalam rangkaian elektronika yang memiliki sinyal rendah, seperti pada perangkat komunikasi dan penerima.
FET juga sering digunakan dalam rangkaian elektronika yang memerlukan impedansi tinggi. Namun, secara umum, FET tidak dapat digunakan dalam perangkat atau rangkaian elektronika yang membutuhkan penguatan daya tinggi, seperti pada perangkat komunikasi berdaya tinggi dan pemancar.
Penutup
Dalam penutup, kami telah membahas secara mendalam tentang Pengertian Field Effect Transistor (FET). Melalui pembahasan ini, kita dapat memahami bahwa FET adalah bagian vital dalam dunia elektronik, dengan kemampuannya yang menakjubkan dalam mengendalikan aliran listrik. Mampu beroperasi pada frekuensi tinggi, serta memiliki impedansi input yang tinggi dan kepekaan yang rendah terhadap perubahan suhu, FET telah menjadi pilihan ideal untuk berbagai aplikasi, mulai dari amplifier hingga pemrosesan sinyal.
Namun, sejauh mana kita dapat memahami dan mengaplikasikan pengetahuan ini, sangat bergantung pada penelitian dan pembelajaran lebih lanjut. Dalam dunia teknologi yang terus berkembang, pemahaman mendalam tentang komponen-komponen seperti Field Effect Transistor menjadi semakin penting. Oleh karena itu, mari kita terus belajar dan memahami lebih dalam tentang FET dan peran pentingnya dalam teknologi yang kita gunakan setiap hari.
Semoga artikel dari bengkeltv.id ini dapat memberikan wawasan dan pemahaman yang lebih baik mengenai pengertian Field Effect Transistor, serta memberikan inspirasi untuk terus belajar dan mengeksplor lebih lanjut dalam bidang elektronik. Terima kasih telah menyimak, dan selamat belajar lebih lanjut!
