7.8 Enhancement-Type MOSFETs

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan 

    a. Prosedur Percobaan

    b. Gambar Rangkaian

    c. Vidio

6. Download File

1. Pendahuluan [kembali]

Transistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki berbagai macam fungsi seperti sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, modulator dan lain sebagainya. Transistor merupakan salah satu komponen semikonduktor yang paling banyak ditemukan dalam rangkaian-rangkaian elektronika. Secara umum, Transistor dapat digolongkan menjadi dua keluarga besar yaitu Transistor Bipolar dan Transistor Efek Medan (Field Effect Transistor).

Mosfet (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) merupakan salah satu FET (Field Effect Transistor) yang menggunakan Isolator (biasanya menggunakan Silicon Dioksida atau SiO2) diantara Gerbang (Gate) dan Kanalnya. MOSFET ini juga terdiri dua jenis konfigurasi yaitu MOSFET Depletion dan MOSFET Enhancement yang masing-masing jenis MOSFET ini juga terbagi menjadi MOSFET Kanal-P (P-channel) dan MOSFET Kanal-N (N-channel). MOSFET terdiri dari tiga kaki terminal yaitu Gate (G), Drain (D) dan Source (S). 

Mosfet ini sendiri juga terbagi menjadi dua jenis, yaitu Transistor Mode Pengosongan (Transistor Mode Depletion) dan Transistor Mode Penguat (Transistor Mode Enhancement). Fokus kita saat ini adalah pada pembahasan mengenai Transistor Mode Penguat.

2. Tujuan [kembali]

• Memahami prinsip kerja MOSFET tipe Peningkatan
• Mampu membuat rangkaian MOSFET tipe Peningkatan
• Mampu menghitung nilai arus pada rangkaian dan tegangan masing-masing komponen pada rangkaian MOSFET tipe Peningkatan

3. Alat dan Bahan [kembali]

Alat:

a. Voltmeter

Voltmeter

Voltmeter pada Proteus

      DC Voltmeter adalah alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara dua titik pada suatu beban listriuk atau rangkaian elektronika. Cara penggunaannya disambung paralel dengan komponen yang akan diuji tegangannya. 

Berikut spesifikasi dan keterangan Probe DC voltmeter:

b. Amperemeter

Amperemeter analog

Tampilan pada aplikasi Proteus

    Amperemeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besarnya kuat arus listrik yang melewati suatu rangkaian. Cara penggunaannya adalah disambuang secara seri pada rangkaian.

c. Osiloskop

    Osiloskop adalahalat ukur elektronika yang fungsinya memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari. Pada osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Kemudian peranti pemancar elektron akan memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode. Sorotan elektron tersebut membekas pada layar.

    Osiloskop digunakan untuk mengamati bentuk  yang tepatgelombang dari sinyal listrik. Osiloskop selain dapat menunjukkan amplitudo sinyal, dapat juga menunjukkan distorsi, waktu antara dua peristiwa (seperti lebar pulsa, periode, atau waktu naik) dan waktu relatif dari dua sinyal yang saling berkaitan.

Gambar Osiloskop pada Proteus

Bahan:

a. Baterai

    Merupakan alat elektronika yang mampu mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai berfungsi sebagai sumber tegangan arus searah

Baterai yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari

Tampilan baterai pada aplikasi proteus

b. Resistor

    Merupakan alat elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi dan berfungsi untuk menghambat arus yang mengalir pada rangkaian. Semakin besar nilai resistansi, maka semakin kecil pula arus yang dapat mengalir.

Resistor yang sering ditemukan dalam kehidupan sehari-hari

Tampilan resistor pada aplikasi proteus

c. Ground

    Ground pada rangkaian elektronika adalah titik referensi umum atau tagangan potensial, sama dengan tegangan nol. Ground memastikan bahwa setiap komponen dalam rangkaian mendapatkan sinyal listrik yang sama sehingga menghindari terjadinya kesalahan dalam pengukuran dan pemrosesan data.

Tampilan ground pada aplikasi proteus

d. Transistor MOSFET

    MOSFET adalah kependekan dari Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor yang merupakan jenis transistor yang menjadi komponen inti dari sebuah IC (Integrated Circuit). MOSFET atau Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor juga merupakan sebuah perangkat semikonduktor yang secara luas di gunakan sebagai switch dan sebagai penguat sinyal pada perangkat elektronik. 

Gambar Mosfet

e. Kapasitor

    Kapasitor adalah komponen elektronika yang berfungsi menyimpan muatan listrik dalam jangka waktu tertentu. Satuan dari kapasitor adalah Farad.

Gambar Kapasitor pada Proteus

4. Dasar Teori [kembali]

Transistor mode enhancement ini pada fisiknya tidak memiliki saluran antara drain dan sourcenya karena lapisan bulk meluas dengan lapisan SiO2 pada terminal gate. Transistor MOSFET mode peningkatan terdiri dari tipe-N dan tipe-P.

Grafik karakteristik transfer dari MOSFET tipe peningkatan cukup berbeda dengan MOSFET tipe penyaluran dan JFET, sehingga solusi grafisnya juga berbeda dari bagian sebelumnya. Pertama-tama, ingatlah bahwa untuk MOSFET tipe peningkatan kanal n , arus drainnya adalah nol untuk tingkat tegangan gate-ke-sumber yang kurang dari ambang batas VGS(Th). Untuk tingkat VGS yang lebih besar dari VGS(Th) , arus drainnya didefinisikan oleh:

(7.33)

Setelah k ditentukan, tingkat lain dari I D dapat ditentukan untuk nilai-nilai yang dipilih dari VGS. Biasanya, sebuah titik antara VGS(Th) dan VGS(on) serta satu yang sedikit lebih besar dari VGS(on) akan memberikan jumlah titik yang cukup untuk memplot Persamaan (7.33) (perhatikan ID1 dan ID2 pada Gambar 7.36).

Feedback Biasing Arrangement

Bias umpan-balik (feedback bias) transistor merupakan teknik pemberian bias basis suatu rangkaian penguat transistor yang menggunakan resistor sebagai komponen pemberi bias basis sekaligus sebagai jaringan umpan-balik (feedback) rangkaian penguat transistor 1 tingkat. Tujuan penggunaan feedback bias pada rangkaian penguat transistor 1 tingkat adalah untuk memperbaiki stabilitas titik kerja transistor pada perubahan faktor penguatan transistor (β). Dapat dilihat pada gambar berikut:

Voltage Divider Biasing Arrangement

    Merupakan rangkaian bias pembagi tegangan merupakan rangkain yang pada dasarnya terdiri dari komponen resistor dan transistor. rangkaian ini digunakan untuk mengukur atau menentukan besar tegangan, arus, dan tahanan dari suatu rangkaian yang nantinya adalah untuk membuat transisitor yang ada didepannya dapat bekerja, dengan mengkonversi besar kecil resistor yang digunakan.

       Gambar dibawah menunjukkan bias pembagi tegangan, bias yang paling banyak digunakan dalam rangkaian-rangkaian diskrit linear. Nama ’pembagi tegangan’ berasal dari pembagi tegangan yang dibentuk oleh R1 dan R2. Tegangan pada R2 membias forward dioda emiter. Seperti rangkaian lainnya, catu VCC membias reverse dioda kolektor.

5. Percobaan [kembali]

a. Prosedur Percobaan [kembali]

1. Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk membuat rangkaian yang dapat dicari pada menu component mode di aplikasi proteus
2. Letakkan posisi alat dan bahan serta dihubungkan sesuai dengan rangkaian yang ada pada e-book
3. Ubah nilai komponen sesuai dengan rangkaian yang ada pada e-book
4. Atur animasi simulasi sesuai kebutuhan pada menu system
5. Simulasikan rangkaian dan amati apa yang terjadi

b. Gambar Rangkaian [kembali]

Gambar 7.37

Gambar 7.38

Gambar 7.40

Gambar 7.43

Gambar 7.44

Prinsip kerja Mosfet: 

     Tujuan dari MOSFET adalah mengontrol Tengangan dan Arus melalui antara Source dan Drain. Komponen ini hampir seluruh nya sebagai switch. Kerja MOSFET bergantung pada kapasitas MOS. Kapasitas MOS adalah bagian utama dari MOSFET. Permukaan semikonduktor pada lapisan oksida di bawah yang terletak di antara terminal sumber dan saluran pembuangan. Hal ini dapat dibalik dari tipe-p ke n-type dengan menerapkan tegangan gerbang positif atau negatif masing-masing. Ketika kita menerapkan tegangan gerbang positif, lubang yang ada di bawah lapisan oksida dengan gaya dan beban yang menjijikkan didorong ke bawah dengan substrat. 

     Daerah penipisan dihuni oleh muatan negatif terikat yang terkait dengan atom akseptor. Elektron mencapai saluran terbentuk. Tegangan positif juga menarik elektron dari sumber n dan mengalirkan daerah ke saluran. Sekarang, jika voltase diterapkan antara saluran pembuangan dan sumber, arus mengalir bebas antara sumber dan saluran pembuangan dan tegangan gerbang mengendalikan elektron di saluran. Alih-alih tegangan positif jika kita menerapkan tegangan negatif, saluran lubang akan terbentuk di bawah lapisan oksida.  

c. Vidio [kembali]

6. Download File [kembali]

• Download Rangkain 7.37 [download]

• Download Rangkain 7.38 [download]

• Download Rangkain 7.40 [download]

• Download Rangkain 7.43 [download]

• Download Rangkain 7.44 [download]

• Download Vidio Simulasi Rangkaian [download]

• Datasheet Resistor [download]

• Datasheet Amperemeter [download]

• Datasheet Voltmeter  [download]

• Datasheet Osiloskop [download]

• Datasheet Kapasitor [download]

• Datasheet Mosfet [download]

• Datasheet Power Supply [download]