Kuliah: 7.8 Enhancement Type MOSFETs

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

1. Pendahuluan [Kembali]

Semikonduktor merupakan benda yang konduktivitasnya berada di antara konduktor dan isolator. Sifat pada semikonduktor ini menjadi hal penting yang banyak digunakan dalam dunia elektronika. Semikonduktor biasanya terbuat dari atom silikon (Si) atau Germaniaum (Ge). Semikonduktor dapat bersifat konduktor ketika dipanaskan dan bersifat isolator ketika didinginkan. Namun, selain mengubah suhunya, sifat semikonduktor juga dapat diubah melalui doping. Apabila semikonduktor didoping dengan atom yang bervalensi 5 seperti Fosfor (F), maka semikonduktor tersebut bertipe n. Sedangkan semikonduktor yang didoping dengan atom yang bervalensi 3 seperti Boron (B), maka semikonduktor tersebut bertipe p.

Transistor merupakan gabungan dari 3 semikonduktor yang bertipe p dan n. Secara umum, transistor terbagi menjadi dua yaitu bipolar dan unipolar (FET). Transistor bipolar merupakan transistor yang membawa muatan listrik berupa hole dan e-, sedangkan unipolar membawa muatan listrik berupa hole atau e-.

Transitor unipolar (UJT) memiliki karakteristik yang berbeda dengan transistor bipolar yang dimana transistor ini memanfaatkan medan listrik untuk mengendalikan besarnya arus listrik yang mengalir dan cenderung lebih tahan terhadap perubahan suhu dibandingkan dengan transistor bipolar. Transistor unipolar terdiri berbagai macam dari struktur konstruksinya, yang dimana salah satunya adalah MOSFET tipe penguatan/peningkatan..

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]

1. Baterai

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

Baterai

Tampilan baterai pada aplikasi proteus

2. 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

Tampilan resistor pada aplikasi proteus

3. Ground

Merupakan jalur instalasi listrik yang diarahkan ke tempat tertentu untuk menjaga keselamatan apabila terjadi kebocoran arus pada rangkaian.

Tampilan ground pada aplikasi proteus

4. Osiloskop

Merupakan alat ukur frekuensi dan sinyal pada rangkaian elektronik dan dapat menampilkannya dalam bentuk grafik.

Osiloskop

Tampilan osiloskop pada aplikasi proteus

5. Generator Fungsi

Merupakan alat uji elektronik yang dapat membangkitkan berbagai bentuk gelombang. Bentuk gelombang yang dihasilkan dapat berupa gelombang sinus, gelombang kota, gelombang gigi gergaji, dan gelombang segitiga.

Generator fungsi

Tampilan generator fungsi pada aplikasi proteus

6. MOSFET

Merupakan 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)

MOSFET

Jenis MOSFET yang digunakan dan tampilannya di aplikasi proteus

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).

Berdasarkan saluran yang digunakan, MOSFET dibedakan menjadi tiga yaitu NMOS, PMOS dan CMOS.

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

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

b. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

Prinsip Kerja:

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.