Empat Pilar – Pengertian Field Effect Transistor : Jenis dan Kelebihannnya. Sahabat pembaca yang budiman, pernahkah Kalian bertanya-tanya apa itu field effect transistor dan mengapa komponen ini begitu penting dalam dunia elektronik?
Nah, Kalian datang ke tempat yang tepat! Artikel ini akan menggali lebih dalam mengenai pengertian field effect transistor, sejarahnya, cara kerjanya, dan aplikasi yang umum dijumpai dalam kehidupan sehari-hari.
Pengertian Field Effect Transistor
Pengertian Field Effect Transistor, transistor efek medan merupakan tipe transistor yang menggunakan medan listrik untuk mengontrol konduktivitasnya.
FET berfungsi mirip dengan transistor bipolar secara umum. Namun, perbedaan utama terletak pada cara pengendalian arus output.
Dalam FET, arus output dikendalikan oleh tegangan input FET. Sementara itu, arus output (IC) pada transistor bipolar dikendalikan oleh arus input (IB).
Perbedaan mencolok antara transistor bipolar (NPN & PNP) dan FET adalah bahwa transistor bipolar menggunakan arus untuk mengendalikan, sementara FET menggunakan tegangan.
FET juga dikenal sebagai transistor unipolar atau transistor eka katup. Hal ini disebabkan karena kinerja FET bergantung hanya pada satu jenis pembawa muatan, baik itu elektron atau hole.
Sedangkan transistor bipolar melibatkan dua jenis pembawa muatan, yaitu elektron negatif dan hole yang membawa muatan positif.
FET beroperasi berdasarkan prinsip kerja transistor yang melibatkan lapisan deplesi (depletion layer).
Lapisan ini terbentuk di antara semikonduktor tipe N dan tipe P akibat penyatuan elektron dan hole di area perbatasan.
Lapisan deplesi ini berfungsi seperti medan listrik, dapat membesar dan mengecil tergantung pada tegangan 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 kran air yang mengatur aliran air di dalam pipa. Elektron atau lubang akan mengalir dari terminal Sumber (S) ke terminal Drain (D).
Arus pada output, yaitu arus Drain (ID), akan sama dengan arus input, yaitu arus Sumber (IS).
Prinsip kerjanya sama dengan pipa air di rumah kita, dengan asumsi tidak ada kebocoran pada pipa.
Besarnya arus listrik tergantung pada tegangan yang diberikan pada terminal Gerbangnya (GATE (G)).
Fluktuasi tegangan pada terminal Gerbang (VG) akan menyebabkan perubahan pada arus listrik yang melalui saluran IS atau ID.
Fluktuasi kecil dapat menyebabkan variasi yang cukup besar pada arus aliran pembawa muatan yang melalui JFET tersebut. Dengan demikian, terjadi penguatan tegangan pada rangkaian Elektronika.
Junction FET atau sering disingkat dengan JFET memiliki 2 tipe berdasarkan tipe bahan semikonduktor yang digunakan pada saluran atau kanalnya.
JFET tipe Kanal N terbuat dari bahan Semikonduktor tipe N dan JFET tipe Kanal P yang terbuat dari Semikonduktor tipe P.
a. JFET Kanal-N
Berikut dibawah ini adalah gambar struktur dasar JFET jenis Kanal-N.
Jenis JFET ini memiliki saluran atau kanal yang terbentuk dari bahan semikonduktor tipe N, dengan satu ujungnya sebagai Sumber (S) dan yang lainnya sebagai Drain (D).
Mayoritas pembawa muatan atau Carriers pada JFET tipe Kanal-N ini adalah Elektron.
Gerbang atau Gate pada JFET tipe Kanal-N terdiri dari bahan semikonduktor tipe P. Bagian lain yang terbuat dari Semikonduktor tipe P pada JFET Kanal-N ini adalah Substrate, yaitu bagian yang membentuk batas di sisi saluran berlawanan Gerbang (G).
Tegangan pada Terminal Gerbang (G) menghasilkan medan listrik yang mempengaruhi aliran pembawa muatan yang melalui saluran tersebut. Semakin negatif VG, semakin sempit pula salurannya, yang akhirnya mengakibatkan semakin kecil arus pada outputnya (ID).
b. JFET Kanal-P
Berikut dibawah ini adalah gambar struktur dasar JFET jenis Kanal-P.
Pada JFET tipe Kanal-P, salurannya terbuat dari bahan Semikonduktor tipe P, dengan mayoritas pembawa muatannya adalah Hole.
Bagian Gerbang atau Gate (G) dan Substrate-nya terbuat dari bahan Semikonduktor tipe N.
Pada JFET tipe Kanal-P, semakin positif VG, semakin sempit pula salurannya, yang akhirnya mengakibatkan semakin kecil arus pada Output JFET (ID).
Kita dapat mengetahui JFET tipe Kanal-N dan JFET tipe Kanal-P dari simbolnya. Anak panah pada simbol JFET tipe Kanal-N menghadap ke dalam, sedangkan anak panah pada simbol JFET tipe Kanal-P menghadap ke luar.
2. Metal Oxide Semiconduction Field Effect Transistor (MOSFET)
Seperti halnya JFET, MOSFET juga memiliki saluran yang dapat terbuat dari bahan semikonduktor tipe-N atau tipe-P.
Terminal atau Elektroda Gerbang MOSFET terbuat dari sepotong logam yang permukaannya dioksidasi. Lapisan oksidasi ini berfungsi untuk menghambat hubungan listrik antara Terminal Gerbang dengan Saluran MOSFET.
Oleh karena itu, MOSFET sering disebut juga sebagai Insulated-Gate FET (IGFET). Karena lapisan oksidasi ini bertindak sebagai dielektrik, maka pada dasarnya tidak akan terjadi aliran arus antara Gerbang dan Saluran.
Dengan demikian, Impedansi Input pada MOSFET menjadi sangat tinggi dan jauh melebihi Impedansi Input pada JFET.
Pada beberapa jenis MOSFET, Impedansi dapat mencapai triliunan ohm (1012 ohm). Dalam bahasa Indonesia, MOSFET juga disebut sebagai Transistor Efek Medan Semikonduktor Logam-Oksida.
Salah satu kelemahan dari MOSFET adalah tipisnya lapisan oksidasi sehingga sangat rentan rusak akibat pembuangan elektrostatik (Electrostatic Discharge).
Seperti yang disebutkan sebelumnya, MOSFET terdiri dari 2 tipe yaitu MOSFET tipe N dan MOSFET tipe P.
a. MOSFET tipe N
MOSFET tipe N sering disebut sebagai NMOSFET atau nMOS. Berikut adalah bentuk struktur dan simbol MOSFET tipe N.
b. MOSFET tipe P
MOSFET tipe P sering disebut sebagai PMOSFET atau pMOS. Berikut adalah bentuk struktur dan simbol MOSFET tipe P.
Perbedaan JFET dan MOSFET
Nah setelah mengetahui Pengertian Field Effect Transistor, berikutnya adalah perbedaan antara JFET dan MOSFET:
- Perbedaan utama antara JFET dan MOSFET adalah bahwa JFET hanya beroperasi dalam mode deplesi, sedangkan MOSFET dapat beroperasi dalam mode deplesi dan peningkatan.
- JFET biasanya disebut sebagai perangkat ON karena gate negatif ke tegangan sumber dapat mengubah perangkat ke status OFF. Sedangkan MOSFET disebut sebagai perangkat OFF normal karena pada E-MOSFET, tegangan gate yang diterapkan sebenarnya menyalakan perangkat.
- Karena arus bocor yang kecil, impedansi input MOSFET jauh lebih tinggi dibandingkan dengan JFET.
- Berbicara tentang kecepatan operasional, FET memiliki operasi yang lebih lambat dan memberikan ketahanan pengurasan yang tinggi dibandingkan dengan MOSFET.
- JFET memiliki kurva karakteristik yang lebih datar daripada MOSFET.
Kelebihan dan Kekurangan Field Effect Transistor (FET)
Setelah membahas Pengertian Field Effect Transistor, FET memiliki kelebihan dan kekurangan jika dibandingkan dengan transistor bipolar. Salah satu kelebihannya adalah FET dapat bekerja dengan baik pada rangkaian elektronika yang memiliki sinyal rendah, seperti pada perangkat komunikasi dan receiver.
FET sering digunakan pada rangkaian elektronika yang memerlukan impedansi tinggi.
Selain itu, FET memiliki kinerja yang dapat diandalkan untuk penguatan daya tinggi, seperti pada perangkat komunikasi berdaya tinggi dan transmitter atau alat-alat pemancar.
Namun, FET juga memiliki beberapa kelemahan dan tidak dapat digunakan pada semua jenis perangkat atau rangkaian elektronika.
Demikianlah pembahasan tentang pengertian field effect transistor atau FET.
Penutup
Demikianlah pembahasan mengenai Pengertian Field Effect Transistor yang telah kita ulas dalam artikel ini.
FET merupakan komponen penting dalam dunia elektronika yang banyak digunakan pada berbagai perangkat dan sistem.
Kehadiran FET sebagai pengganti transistor bipolar menawarkan banyak kelebihan seperti konsumsi daya yang rendah, respon frekuensi yang tinggi, dan tingkat impedansi masukan yang lebih baik.
Diharapkan dengan memahami konsep dasar FET, pembaca dapat mengaplikasikan pengetahuan ini dalam berbagai proyek elektronik dan mengembangkan inovasi baru di bidang teknologi semikonduktor.
Itu saja yang bisa empatpilar.com bahas mengenai Pengertian Field Effect Transistor, Selamat mencoba dan terus eksplorasi dunia elektronika!
Baca juga :
- Cara Kerja Mosfet Sebagai Saklar Yang Mudah Dipahami
- √ Jenis-Jenis Transistor : Pengertian, Fungsi dan Cara Kerjanya
