7.8 Enhanncement-Type MOSFETs

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

b) Rangkaian simulasi

c) Video Simulasi

6. Download File

1. Pendahuluan[kembali]

Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) merupakan salah satu pilar fundamental dalam dunia elektronika modern. Transistor ini mendominasi berbagai sirkuit elektronik, baik analog maupun digital, berkat keunggulannya dibandingkan transistor lain seperti Bipolar Junction Transistor (BJT). Kehadiran MOSFET menjadi tonggak penting dalam perkembangan teknologi mikroelektronika dan miniaturisasi perangkat elektronik.

MOSFET adalah suatu transistor dari bahan semikonduktor (silikon) dengan tingkat konsentrasi ketidakmurnian tertentu. Tingkat dari ketidakmurnian ini akan menentukan jenis transistor tersebut, yaitu transistor MOSFET tipe-N (NMOS) dan transistor MOSFET tipe-P (PMOS). Bahan silicon digunakan sebagai landasan (substrat) dari penguras (drain), sumber (source), dan gerbang (gate). Selanjutnya transistor dibuat sedemikian rupa agar antara substrat dan gerbangnya dibatasi oleh oksida silikon yang sangat tipis. Oksida ini diendapkan di atas sisi kiri dari kanal, sehingga transistor MOSFET akan mempunyai kelebihan dibanding dengan transistor BJT (Bipolar Junction Transistor), yaitu menghasilkan disipasi daya yang rendah.

2. Tujuan[kembali]

Untuk mengetahui karakteristik rangkaian MOSFET
Untuk mengetahui bentuk rangkaian MOSFET
Dapat mensimulasikan rangkaian MOSFET

3. Alat dan Bahan[kembali]

Alat

a. Function Generator

Function generator atau generator Fungsi adalah alat uji elektronik yang dapat membangkitkan berbagai bentuk gelombang. Bentuk Gelombang yang dapat dihasilkan oleh Function Generator diantaranya seperti bentuk gelombang Sinus, gelombang Kotak, gelombang gigi gergaji, gelombang segitiga dan gelombang pulsa

b. Osiloskop

Osiloskop adalah alat ukur elektronik yang dapat memetakan atau memproyeksikan sinyal listrik dan frekuensi menjadi gambar grafik agar dapat dibaca dan mudah dipelajari. Dengan menggunakan Osiloskop, kita dapat mengamati dan menganalisa bentuk gelombang dari sinyal listrik atau frekuensi dalam suatu rangkaian Elektronika.

c. Voltmeter DC

Voltmeter DC difungsikan untuk mengukur besarnya tegangan listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian listrik. Dimana, untuk penyusunannya dilakukan secara paralel sesuai pada lokasi komponen yang sedang diukur.

Bahan

a. MOSFET

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) adalah sebuah perangkat semionduktor yang secara luas di gunakan sebagai switch dan sebagai penguat sinyal pada perangkat elektronik. MOSFET adalah inti dari sebuah IC ( integrated Circuit ) yang di desain dan di fabrikasi dengan single chip karena ukurannya yang sangat kecil. MOSFET memiliki empat gerbang terminal antara lain adalah Source (S), Gate (G), Drain (D) dan Body(B).

b. Resistor

Resistor adalah komponen elektronik yang digunakan dalam rangkaian untuk mengatur aliran arus listrik dan menurunkan tegangan. Fungsi utama resistor adalah menghasilkan resistansi, yaitu hambatan terhadap aliran arus listrik. Nilai resistansi pada resistor dapat dilihat dari gelang warna yang ada pada resistor.

Berikut tabel warna untuk menentukan nilai resistansi resistor:

c. Kapasitor

Fungsi utama kapasitor adalah untuk menyimpan muatan listrik. Kapasitor dapat menyimpan energi dalam medan listrik yang terbentuk di antara dua pelatnya. Semakin besar nilai kapasitansi kapasitor, semakin banyak muatan listrik yang dapat disimpan.

d. Baterai

Baterai berfungsi sebagai sumber penyedia energi listrik. Baterai menyimpan energi kimia dan dapat mengubahnya menjadi energi listrik yang dapat digunakan untuk menghidupkan perangkat elektronik atau sistem lainnya dalam rangkaian.

e. Ground

Ground merupakan referensi titik nol atau titik referensi tegangan. Ground berfungsi untuk menjaga rangkaian dengan memberikan jalur untuk arus yang berlebih atau bocor kembali ke bumi.

4. Dasar Teori[kembali]

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) adalah suatu transistor dari bahan semikonduktor (silikon) dengan tingkat konsentrasi ketidakmurnian tertentu. Tingkat dari ketidakmurnian ini akan menentukan jenis transistor tersebut, yaitu transistor MOSFET tipe-N (NMOS) dan transistor MOSFET tipe-P (PMOS). Bahan silicon digunakan sebagai landasan (substrat) dari penguras (drain), sumber (source), dan gerbang (gate). Selanjutnya transistor dibuat sedemikian rupa agar antara substrat dan gerbangnya dibatasi oleh oksida silikon yang sangat tipis. Oksida ini diendapkan di atas sisi kiri dari kanal, sehingga transistor MOSFET akan mempunyai kelebihan dibanding dengan transistor BJT (Bipolar Junction Transistor), yaitu menghasilkan disipasi daya yang rendah.

MOSFET mode peningkatan (Enhancement Mode) terdiri dari MOSFET p channel (tipe-p) dan MOSFET n channel (tipe n). MOSFET mode peningkatan ini pada fisiknya tidak memiliki saluran antara drain (D) dan source (S) nya karena lapisan bulk meluas dengan lapisan silikon oksida (SiO2) pada terminal gate atau gerbang (G). Mode peningkatan MOSFET memerlukan tegangan Gerbang-Source (VGS) untuk mengalihkan perangkat ON. Mode pengingkatan MOSFET setara dengan saklar NO (Normally Open).

Transistor tipe MOSFET berbeda dengan transistor tipe MOSFET JFET yang menampilkan solusi grafis yang berbeda dari sebelumnya. MOSFET tipe n-chanel enhancement mempunyai arus drain yang sama dengan nol.

5. Percobaan[kembali]

a) Prosedur[kembali]

1. Buka aplikasi proteus

2. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan untuk membuat rangkaian.

3. Disarankan agar membaca datasheet tiap komponen terlebih dahulu.

4. Pasang Function Generator, Transistor, resistor, kapasitor, input, ground dan osiloskop seperti beberapa rangkaian dibawah.

5. Atur nilai kapasitor dan nilai resistor.

6. Coba jalankan rangkaian apabila ouput hidup (terbaca gelombang tegangan di dan resistor pada osiloskop) maka rangkaian bisa digunakan.

b) Rangkaian simulasi [kembali]

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.