Tujuan
1.
Dapat mengetahui definisi dari
semikonduktor.
2.
Dapat mengetahui karakteristik dari bahan
semikonduktor.
3.
Dapat mengklasifikasikan semikonduktor.
4.
Dapat mengetahui kegunaan dari
semikonduktor.
5.
Dapat mengetahui arus bias dan arus
emiter pada transistor bipolar
6.
Dapat mengetahui dan menggambarkan kurva
base dan kurva kolektor pada trasnsistor bipolar
7.
Dapat mengetahui fungi dan kegunaan
transistor JFET
8.
Dapat mengetahui karakteristik dari
transistor JFET
1.
Semikonduktor
Semikonduktor adalah bahan dengan konduktivitas
listrik yang berada di antara insulator
dan konduktor.
Konduktivitas semikonduktor berkisar antara 103 sampai 10-8
siemens per sentimeter dan memiliki dan celah energinya lebih kecil dari 6 eV .
Bahan
semikonduktor adalah bahan yang bersifat setengah konduktor karena celah energi
yang dibentuk oleh struktur bahan ini lebih kecil dari celah energi bahan
isolator tetapi lebih besar dari celah energi bahan konduktor, sehingga
memungkinkan elektron berpindah dari satu atom penyusun ke atom penyusun lain
dengan perlakuan tertentu terhadap bahan tersebut (pemberian tegangan,
perubahan suhu dan sebagainya). Oleh karena itu semikonduktor bisa bersifat
setengah menghantar.
Bahan semikonduktor dapat berubah sifat
kelistrikannya apabila temperatunya berubah. Dalam keadaan murninya mempunyai
sifat sebagai penyekat ;sedangkan pada temperatur kamar ( 27 ° C ) dapat
berubah sifatnya menjadi bahan penghantar. Sifat-sifat kelistrikan konduktor
maupun isolator tidak mudah berubah oleh pengaruh temperatur, cahaya atau medan
magnet, tetapi pada semikonduktor sifat-sifat tersebut sangat sensitif.
Karakteristik Bahan Semikonduktor
1.
Semikonduktor
elemental
Semikonduktor
elemental terdiri atas unsur – unsur
pada sistem periodik golongan IV A seperti silikon (Si), Germanium (Ge) dan
Karbon (C). Karbon semikonduktor ditemukan dalam bentuk kristal intan.
Semikonduktor intan memiliki konduktivitas panas yang tinggi sehingga dapat
digunakan dengan efektif untuk mengurangi efek panas pada pembuatan
semikonduktor laser.
2.
Semikonduktor gabungan
Semikonduktor gabungan (kompon) terdiri atas senyawa yang dibentuk dari logam unsur
periodik golongan IIB dan IIIA (valensi 2 dan 3) dengan non logam pada golongan
VA dan VIA (valensi 5 dan 6) sehingga membentuk ikatan yang stabil (valensi 8).
Semikonduktor gabungan III dan V misalnya GaAs dan InP, sedangakan gabungan II
dan VI misalnya CdTe dan ZnS.
Klasifikasi Semikonduktor
Berdasarkan mekanisme terbentuknya
gejala semikonduktivitas, semikonduktor terdiri atas:
1.
Semikonduktor Intrinsik
Terbentuk dari semikonduktor murni yang
memiliki ikatan kovalen sempurna seperti Si, Ge, C dan sebagainya. Mekanisme terbentuknya semikonduktor intrinsik diperlihatkan
pada semikonduktor murni seperti Si. Pada kondisi normal atom – atom Si saling
berikatan melalui 4 ikatan kovalen (masing – masing memiliki 2 elektron
valensi). Ketika suhu dinaikkan maka stimulasi panas akan mengganggu ikatan
valensi ini sehingga salah satu elektron valensi akan berpindah ke pita
konduksi. Lokasi yang ditinggalkan oleh elektron valensi ini akan membentuk
hole. Pasangan hole dan elektron ini menjadi pembawa muatan dalam semikonduktor
intrinsik.
2.
Semikonduktor
Ekstrinsik
Terbentuk dari semikonduktor
murni yang dikotori oleh atom dopping sebagai penghasil elektron konduksi atau
hole. Terdiri atas dua tipe: Tipe – N (Silikon + Phospor atau Arsenic) dan Tipe
– P (Silikon + Boron, Galium atau Indium). Semikonduktor ekstrinsik terbentuk
melalui mekanisme doping, yang
dimaksudkan untuk mendapatkan elektron valensi bebas dalam jumlah lebih banyak
dan permanen sehingga diharapkan akan dapat menghantarkan listrik. Mekanisme
ini dilakukan dengan jalan memberikan atom pengotor ke bahan semikonduktor
murni sehingga apabila atom pengotor memiliki kelebihan elektron valensi
(valensi 5) akan terdapat elektron bebas yang dapat berpindah. Karena
mengandung atom-atom pengotor, pembawa muatan didominasi oleh elektron saja
atau lubang saja. Apabila semikonduktor
murni diberikan pengotor dengan valensi kurang (valensi 3) maka akan terbentuk
area kosong (hole) yang menjadi pembawa muatan. Mekanisme ini menentukan jenis
semikonduktor yang dibentuk (tipe – N atau tipe – P)
Semikonduktor Tipe-N
Bahan silikon diberi doping
phosphorus atau arsenic yang pentavalen yaitu bahan kristal dengan inti atom
memiliki 5 elektron valensi. Dengan doping, Silikon yang tidak lagi murni ini
(impurity semiconductor) akan memiliki kelebihan elektron. Kelebihan elektron
membentuk semikonduktor tipe-n. Semikonduktor tipe-n disebut juga donor (pengotornya oleh atom pentavalent P, As, Sb)
yang siap melepaskan elektron.
Semikonduktor Tipe-P
Kalau Silikon diberi doping
Boron, Gallium atau Indium, maka akan didapat semikonduktor tipe-p. Untuk
mendapatkan silikon tipe-p, bahan dopingnya adalah bahan trivalen yaitu unsur
dengan ion yang memiliki 3 elektron pada pita valensi. Karena ion silikon
memiliki 4 elektron, dengan demikian ada ikatan kovalen yang bolong (hole). Hole
ini digambarkan sebagai akseptor yang siap menerima elektron. Dengan
demikian, kekurangan elektron menyebabkan semikonduktor ini menjadi tipe-p.
Resistansi
Semikonduktor tipe-p atau
tipe-n jika berdiri sendiri tidak lain adalah sebuah resistor. Sama seperti
resistor karbon, semikonduktor memiliki resistansi. Cara ini dipakai untuk
membuat resistor di dalam sebuah komponen semikonduktor. Namun besar resistansi
yang bisa didapat kecil karena terbatas pada volume semikonduktor itu sendiri.
Penggunaan
Bahan Semikonduktor
Semikonduktor merupakan terobosan dalam
teknologi bahan listrik yang memungkinkan pembuatan komponen elektronik dalam
wujud mikro, sehingga peralatan elektronik dapat dibuat dalam ukuran yang lebih
kecil. Beberapa komponen elektronik yang menggunakan bahan semikonduktor yaitu:
1.
Dioda
Diode merupakan peranti semikonduktor yang dasar. Diode
memiliki banyak tipe dan tiap tipe memiliki fungsi dan karakteristik
masing-masing. Kata Diode berasal dari Di (Dua)
Ode (Elektrode), jadi Diode adalah komponen yang memiliki dua terminal
atau dua electrode yang berfungsi sebagai penghantar arus listrik dalam satu
arah. Dengan kata lain diode bekerja sebagai Konduktor bila beda potensial
listrik yang diberikan dalam arah tertentu (Bias Forward) tetapi diode akan
bertindak sebagai Isolator bila beda potensial listrik diberikan dalam arah
yang berlawanan (Bias Reverse) Tipe dasar dari diode adalah diode sambungan PN.
2.
Transistor
Transistor
adalah komponen elektronik yang dibuat dari materi semikonduktor yang dapat
mengatur tegangan dan arus yang mengalir melewatinya dan dapat berfungsi
sebagai saklar elektronik dan gerbang elektronik.
3.
IC (Integated Circuit)
Integrated
Circuit merupakan komponen elektronik yang terdiri atas beberapa terminal
transistor yang tergabung membentuk gerbang. Masing – masing gerbang dapat
dioperasikan sehingga membentuk logika tertentu yang dapat mengendalikan
pengoperasian suatu perangkat elektronik. Gabungan dari beberapa buah IC dan
komponen lain dapat diproduksi dengan menggunakan bahan semikonduktor dalam
bentuk chip. Chip multifungsi ini kemudian dikenal sebagai mikroprosesor yang
berkembang hingga sekarang.
Macam-macam
Semikonduktor dan Penggunaannya
Alasan utama bahan semikonduktor sangat berguna
ialah bahwa perilaku semikonduktor dapat dengan mudah dimanipulasi dengan
penambahan doping. Konduktiitas semikonduktor dapat dikendalikan oleh
pengenalan medan listrik, dengan paparan cahaya, dan bahkan tekanan dan panas,
dengan demikian dapat membuat sensor yang baik.
2. Transistor
Bipolar
Pada tulisan tentang semikonduktor telah dijelaskan
bagaimana sambungan NPN maupun PNP menjadi sebuah transistor. Telah disinggung
juga sedikit tentang arus bias yang memungkinkan elektron dan hole berdifusi
antara kolektor dan emitor menerjang lapisan base yang tipis itu. Sebagai
rangkuman, prinsip kerja transistor adalah arus bias base-emiter yang kecil
mengatur besar arus kolektor-emiter. Bagian penting berikutnya adalah bagaimana
caranya memberi arus bias yang tepat sehingga transistor dapat bekerja optimal.
Arus bias
Ada tiga cara
yang umum untuk memberi arus bias pada transistor, yaitu rangkaian CE (Common
Emitter), CC (Common Collector) dan CB (Common Base). Namun saat ini akan lebih
detail dijelaskan bias transistor rangkaian CE. Dengan menganalisa rangkaian CE
akan dapat diketahui beberapa parameter penting dan berguna terutama untuk
memilih transistor yang tepat untuk aplikasi tertentu. Tentu untuk aplikasi
pengolahan sinyal frekuensi audio semestinya tidak menggunakan transistor
power, misalnya.
Arus Emiter
Dari hukum
Kirchhoff diketahui bahwa jumlah arus yang masuk kesatu titik akan sama
jumlahnya dengan arus yang keluar. Jika teorema tersebut diaplikasikan pada
transistor, maka hukum itu menjelaskan hubungan :
IE =
IC + IB ........(1)
arus emitor
Persamanaan (1) tersebut
mengatakan arus emiter IE adalah jumlah dari arus kolektor IC
dengan arus base IB. Karena arus IB sangat kecil sekali
atau disebutkan IB << IC, maka dapat di nyatakan
:
IE = IC
..........(2)
Alpha (
)

Pada tabel data transistor (databook)
sering dijumpai spesikikasidc (alpha dc) yang tidak lain
adalah :

Defenisinya adalah perbandingan
arus kolektor terhadap arus emitor.
Karena besar arus kolektor
umumnya hampir sama dengan besar arus emiter maka idealnya besar
dc
adalah = 1 (satu). Namun umumnya transistor yang ada memiliki
dc
kurang lebih antara 0.95 sampai 0.99.


Beta (
)

Beta didefenisikan sebagai besar perbandingan
antara arus kolektor dengan arus base.

Dengan kata lain,
adalah parameter yang menunjukkan kemampuan
penguatan arus (current gain) dari suatu transistor. Parameter ini ada tertera
di databook transistor dan sangat membantu para perancang rangkaian
elektronika dalam merencanakan rangkaiannya.

Misalnya jika suatu transistor
diketahui besar
=250 dan diinginkan arus kolektor sebesar 10
mA, maka berapakah arus bias base yang diperlukan. Tentu jawabannya sangat mudah
yaitu :

IB =
IC/
= 10mA/250 = 40 uA

Arus yang terjadi pada kolektor
transistor yang memiliki
= 200 jika diberi arus bias base sebesar 0.1mA
adalah :

IC =
x IB = 200 x 0.1mA = 20
mA

Dari rumusan ini lebih terlihat
defenisi penguatan arus transistor, yaitu sekali lagi, arus base yang kecil
menjadi arus kolektor yang lebih besar.
Common Emitter (CE)
Rangkaian CE adalah rangkain yang
paling sering digunakan untuk berbagai aplikasi yang mengunakan transistor.
Dinamakan rangkaian CE, sebab titik ground atau titik tegangan 0 volt
dihubungkan pada titik emiter.
rangkaian CE
Sekilas Tentang Notasi
Ada beberapa notasi yang sering
digunakan untuk mununjukkan besar tegangan pada suatu titik maupun antar titik.
Notasi dengan 1 subscript adalah untuk menunjukkan besar tegangan pada satu
titik, misalnya VC = tegangan kolektor, VB = tegangan
base dan VE = tegangan emiter.
Ada juga notasi dengan 2
subscript yang dipakai untuk menunjukkan besar tegangan antar 2 titik, yang
disebut juga dengan tegangan jepit. Diantaranya adalah :
VCE = tegangan jepit
kolektor- emitor
VBE = tegangan jepit
base - emitor
VCB = tegangan jepit
kolektor - base
Notasi seperti VBB, VCC,
VEE berturut-turut adalah besar sumber tegangan yang masuk ke titik
base, kolektor dan emitor.
Kurva Base
Hubungan antara IB dan VBE tentu
saja akan berupa kurva dioda. Karena memang telah diketahui bahwa junction
base-emitor tidak lain adalah sebuah dioda. Jika hukum Ohm diterapkan pada loop
base diketahui adalah :
IB = (VBB
- VBE) / RB ......... (5)
VBE adalah tegangan
jepit dioda junction base-emitor. Arus hanya akan mengalir jika tegangan antara
base-emitor lebih besar dari VBE. Sehingga arus IB mulai
aktif mengalir pada saat nilai VBE tertentu.
kurva IB -VBE
Besar VBE umumnya
tercantum di dalam databook. Tetapi untuk penyerdehanaan umumnya
diketahui VBE = 0.7 volt untuk transistor silikon dan VBE
= 0.3 volt untuk transistor germanium. Nilai ideal VBE = 0
volt.
Sampai disini akan sangat mudah
mengetahui arus IB dan arus IC dari rangkaian berikut
ini, jika diketahui besar
= 200.
Katakanlah yang digunakan adalah transistor yang dibuat dari bahan silikon.

rangkaian-01
&mnbsp;
IB = (VBB
- VBE) / RB
= (2V -
0.7V) / 100 K
= 13 uA
Dengan
= 200, maka arus kolektor adalah :

IC =
IB
= 200 x 13uA = 2.6 mA

Kurva Kolektor
Sekarang sudah diketahui konsep
arus base dan arus kolektor. Satu hal lain yang menarik adalah bagaimana
hubungan antara arus base IB, arus kolektor IC dan
tegangan kolektor-emiter VCE. Dengan mengunakan rangkaian-01,
tegangan VBB dan VCC dapat diatur untuk memperoleh plot
garis-garis kurva kolektor. Pada gambar berikut telah diplot beberapa
kurva kolektor arus IC terhadap VCE dimana arus IB
dibuat konstan.
kurva kolektor
Dari kurva ini terlihat ada
beberapa region yang menunjukkan daerah kerja transistor. Pertama adalah daerah
saturasi, lalu daerah cut-off, kemudian daerah aktif dan
seterusnya daerah breakdown.
Daerah Aktif
Daerah kerja transistor yang
normal adalah pada daerah aktif, dimana arus IC konstans terhadap
berapapun nilai VCE. Dari kurva ini diperlihatkan bahwa arus IC
hanya tergantung dari besar arus IB. Daerah kerja ini biasa juga
disebut daerah linear (linear region).
Jika hukum Kirchhoff mengenai
tegangan dan arus diterapkan pada loop kolektor (rangkaian CE), maka dapat
diperoleh hubungan :
VCE =
VCC - ICRC .............. (6)
Dapat dihitung dissipasi daya
transistor adalah :
PD =
VCE.IC ............... (7)
Rumus ini mengatakan jumlah
dissipasi daya transistor adalah tegangan kolektor-emitor dikali jumlah arus
yang melewatinya. Dissipasi daya ini berupa panas yang menyebabkan naiknya
temperatur transistor. Umumnya untuk transistor power sangat perlu untuk
mengetahui spesifikasi PDmax. Spesifikasi ini menunjukkan temperatur
kerja maksimum yang diperbolehkan agar transistor masih bekerja normal. Sebab
jika transistor bekerja melebihi kapasitas daya PDmax, maka
transistor dapat rusak atau terbakar.
Daerah Saturasi
Daerah saturasi adalah mulai dari
VCE = 0 volt sampai kira-kira 0.7 volt (transistor silikon), yaitu
akibat dari efek dioda kolektor-base yang mana tegangan VCE belum
mencukupi untuk dapat menyebabkan aliran elektron.
Daerah Cut-Off
Jika kemudian tegangan VCC
dinaikkan perlahan-lahan, sampai tegangan VCE tertentu tiba-tiba arus IC mulai
konstan. Pada saat perubahan ini, daerah kerja transistor berada pada daerah
cut-off yaitu dari keadaan saturasi (OFF) lalu menjadi aktif (ON). Perubahan
ini dipakai pada system digital yang hanya mengenal angka biner 1 dan 0 yang
tidak lain dapat direpresentasikan oleh status transistor OFF dan
ON.

rangkaian driver
LED
Misalkan pada rangkaian driver
LED di atas, transistor yang digunakan adalah transistor dengan
= 50. Penyalaan LED diatur oleh sebuah gerbang
logika (logic gate) dengan arus output high = 400 uA dan
diketahui tegangan forward LED, VLED = 2.4 volt. Lalu pertanyaannya
adalah, berapakah seharusnya resistansi RL yang dipakai.

IC =
IB
= 50 x 400 uA = 20 mA

Arus sebesar ini cukup untuk
menyalakan LED pada saat transistor cut-off. Tegangan VCE pada saat cut-off
idealnya = 0, dan aproksimasi ini sudah cukup untuk rangkaian ini.
RL = (VCC
- VLED - VCE) / IC
= (5 -
2.4 - 0)V / 20 mA
=
2.6V / 20 mA
= 130
Ohm
Daerah Breakdown
Dari kurva kolektor, terlihat
jika tegangan VCE lebih dari 40V, arus IC menanjak naik
dengan cepat. Transistor pada daerah ini disebut berada pada daerah breakdown.
Seharusnya transistor tidak boleh bekerja pada daerah ini, karena akan dapat
merusak transistor tersebut. Untuk berbagai jenis transistor nilai tegangan VCEmax
yang diperbolehkan sebelum breakdown bervariasi. VCEmax pada
databook transistor selalu dicantumkan juga.
Datasheet transistor
Sebelumnya telah disinggung
beberapa spesifikasi transistor, seperti tegangan VCEmax dan PD
max. Sering juga dicantumkan di datasheet keterangan lain tentang arus ICmax
VCBmax dan VEBmax. Ada juga PDmax pada TA
= 25o dan PDmax pada TC = 25o.
Misalnya pada transistor 2N3904 dicantumkan data-data seperti :
VCBmax = 60V
VCEOmax = 40V
VEBmax = 6 V
ICmax = 200 mAdc
PDmax = 625 mW TA
= 25o
PDmax = 1.5W TC
= 25o
TA adalah temperature
ambient yaitu suhu kamar. Sedangkan TC adalah temperature
cashing transistor. Dengan demikian jika transistor dilengkapi dengan heatshink,
maka transistor tersebut dapat bekerja dengan kemampuan dissipasi daya yang
lebih besar.

Pada system analisa rangkaian
dikenal juga parameter h, dengan meyebutkan hFE sebagai dc
untuk mengatakan penguatan arus.

Sama seperti pencantuman nilai
dc, di datasheet umumnya
dicantumkan nilai hFE minimum (hFE min ) dan nilai
maksimunya (hFE max).

3.
Transistor FET
Fungsi utama dari sebuah penguat adalah untuk menghasilkan
penguatan isyarat dengan tingkat
penguatan tertentu. Transistor
unipolar dapat digunakan untuk tujuan
tersebut. Piranti dimaksud
dapat berupa junction
field-effect transistor
(JFET) maupun metaloxide
semiconductor field-effect
transistor (MOSFET). Seperti
halnya pada BJT pengoperasian transistor
sebagai penguat tergantung
pada komponen pendukung rangkaian.
Untuk FET,
tegangan dengan harga dan
polaritas tertentu harus diberikan
pada piranti ini. Panjar maju
atau mundur tidak terlalu berarti pada FET.
Aliran arus melalui saluran (channel).
Polaritas dan besarnya tegangan akan berfungsi sebagai pengontrol.
Junction Field-Effect Transistor (JFET)
Untuk
memahami pengoperasian JFET dengan skema seperti diperlihatkan pada gambar,
kita harus memahami beberapa konsep sebagai berikut.
1.
Dibuat saluran
tipis dari sumber (source) S ke saluran/pembuangan (drain) D.
2.
Sekeliling
saluran (channel) berupa
sambungan p-n dengan panjar
mundur pada daerah deplesi.
3.
Lebar daerah deplesi akan bertambah jika
tegangan sambungan dibuat lebih
negatif.
4.
Kemampuan saluran untuk
menghantar (dalam hal ini saluran-n)
tergantung lebarnya.
5.
Lebar saluran dapat
diubah-ubah dengan mengatur
lebar daerah deplesi
yaitu sepanjang sambungan panjar-mundur.
6.
Lebar dari
daerah deplesi atau
kemampuan menghantar pada
saluran dapat dikontrol dengan memberikan tegangan eksternal pada
gerbang (gate) G.
Arus
yang mengalir pada saluran adalah berupa pembawa muatan yang bergerak
(mobile), yaitu dalam hal ini
berupa elektron. Perhatikan bahwa
tanda panah padasimbol selalu
mengarah ke material tipe-n; dengan demikian dapat dibuat juga
jenis saluran-p. Dengan VDS >0, ujung D akan positif
terhadap S dan elektron akan mengalir dari S ke D atau muatan positif mengalir
dari D ke S dan arus drain iD berharga positif.
Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor
(MOSFET).
Pada metal-oxide
semiconductor field-effect
transistor (MOSFET), lapisan
tipis SiO2 ditambahkan antara kontak G dengan saluran. Transistor n-channel enhancement-mode seperti disimbolkan pada
gambar 12.3 menawarkan kinerja yang sangat baik.
Pada piranti ini
tidak dibuat saluran; di
sini saluran konduksi akibat
adanya medan listrik antara
G dan substrat tipe-n. Dengan
tanpa adanya tegangan G,
arus rendah mengalir melalui
dua sambungan p-n.
Dengan adanya sedikit tegangan G positif,
lubang di dekat material p akan
ditolak dan terbentuklah lapisan deplesi. Jika tegangan bertambah positif, elektron
yang bergerak akan
membentuk lapisan inversion pada permukaan material pdan
menjadi tipe-n. Jika kerapatan
lubanh diperkecil maka elektron
yang bergerak akan
meningkat. Saat tegangan G mencapai harga ambang V T (sekitar 4
V pada gambar
12.3-b), konduktivitas pada daerah
tersebut telah dinaikkan (enhanced)
dan transistor telah
“dihidupkan” (turned on) dan
arus siap mengalir dari D ke S.
Arus D tidak
proporsional terhadap besarnya vDS . Saat tegangan pada ujung
D dari saluran menjadi lebih positif, secara efektif tegangan G terhadap
saluran dan medan listrik yang terjadi akan menurun. Arus listrik pada lapisan inversi akan
menurun.
Demikian halnya untuk piranti dengan saluran-p, dimana
lubang sebagai muatan yang
bergerak, juga banyak digunakan. Namun
perlu diingat bahwa karena elektron lebih ringan
atau mobilitas elektron
lebih besar, maka diperlukan
saluran yang lebih sempit
pada tipe-n. Transistor
saluran-n memberikan kecepatan
yang lebih tinggi
danbanyak digunakan untuk sistem digital dan penguat frekuensi respon
tinggi.
Karakteristik Transfer
Karakteristik
i-v dari FET
menunjukkan bahwa arus keluaran dapat dikontrol
oleh tegangan masukan, dengan
demikian FET dapat
digunakan sebagai “saklar”
dengan tegangan sebagai pengontrol.
Jika arus keluaran dilewatkan
pada suatu resitor, tegangan yang
terjadi mungkin akan lebih
besar dibandingkan tegangan
masukan, atau FET dapat
digunakan sebagai “penguat”.
Karena karakteristik piranti secara
individu tidak dapat
diketahui secara pasti,
maka biasanya digunakan
analisa pendekatan. Pada daerah jenuh, yaitu antara pinch-off
atau turn-ondengan daerah breakdown, arus D (iD) hampir tidak tergantung pada besarnya tegangan D-S ( vDS ), dan “karakteristik transfer” yang menggambarkan hubungan antara arus
keluaran dengan tegangan
masukan diperlihatkan seperti pada gambar 12.5.
Dari analisis
teori dan pengukuran
praktis, dapat diperlihatkan
bahwa karakteristik transfer untuk ketiga jenis FET dapat didekati
berbentuk parabolik. Untuk JFET,
arus D pada daerah arus-konstan adalah
Besarnya deplesi
atau enhancement MOSFET
juga digambarkan pada persamaaan, dimana vGS dapat berharga
positif atau negatif. Untuk
enhancement MOSFET, karakteristik transfer adalah
dimana
K adalah parameter transistor dan VT
adalah tegangan turn-on.
Rangkaian Dasar Penguat FET
Sesuai dengan
karakteristik masing-masing jenis
FET, sebagai ilustrasi pemasangan tegangan dan polaritas yang
diperlukan untuk berbagai jenis
FET diperlihatkan pada gambar
12.5. Sebagai contoh,
JFET harus mendapatkan
panjar mundur pada
bagian sambungan gate-source (G-S). Gambar 12.6
memperlihatkan rangkaian penguat
JFET saluran-n dalam konfigurasi sember-bersama (common-source). Pada
konfigurasi ini “source” S terhubung
ke masukan dan keluaran. Rangkaian
ini mirip dengan konfigurasi
emitor bersama. VDD
sebagai sumber DC
untuk S dan D.
VGS membuat panjar
mundur G terhadapp S. Nilai VGS menentukan
titik operasi statis rangkaian. Rg bernilai sangat tinggi
sehingga tidak ada arus
G melewati Rg. Isyarat masukan dikenakan
pada G melalui kapasitor C.
Kesimpulan
1.
Semikonduktor
adalah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan
konduktor. Konduktivitas semikonduktor berkisar antara 103 sampai 10-8 siemens
per sentimeter dan memiliki dan celah energinya lebih kecil dari 6 eV. Dan
bahan semikonduktor adalah bahan yang bersifat setengah konduktor, oleh karena
itu semikonduktor bisa bersifat setengah menghantar.
2.
Semikonduktor memeliki
dua karaktristik, yaitu semikonduktor elementer dan semikonduktor gabungan.
Semikonduktor elemental Semikonduktor elemental terdiri atas unsur – unsur pada
sistem periodik golongan IV A seperti silikon (Si), Germanium (Ge) dan Karbon
(C). Sedangkan Semikonduktor gabungan (kompon) terdiri atas senyawa yang
dibentuk dari logam unsur periodik golongan IIB dan IIIA (valensi 2 dan 3)
dengan non logam pada golongan VA dan VIA (valensi 5 dan 6) sehingga membentuk
ikatan yang stabil (valensi 8). Semikonduktor gabungan III dan V misalnya GaAs
dan InP, sedangakan gabungan II dan VI misalnya CdTe dan ZnS.
3.
Semikonduktor juga diklasifikasikan
menjadi semikonduktor intrinsik dan semikonduktor intrinsik. Semikonduktor
Intrinsik terbentuk dari semikonduktor murni yang memiliki ikatan kovalen
sempurna seperti Si, Ge, C dan sebagainya, sedangkan. Semikonduktor Ekstrinsik
Terbentuk dari semikonduktor murni yang dikotori oleh atom dopping sebagai
penghasil elektron konduksi atau hole.
4.
Bahan semikonduktor dapat dimanfaatkan
dalam pembuatan komponen-komponen listrik seperti dioda, transistor,
IC(Integated Circuit).
5.
Arus bias
Ada tiga cara
yang umum untuk memberi arus bias pada transistor, yaitu rangkaian CE (Common
Emitter), CC (Common Collector) dan CB (Common Base). Namun saat ini akan lebih
detail dijelaskan bias transistor rangkaian CE. Dengan menganalisa rangkaian CE
akan dapat diketahui beberapa parameter penting dan berguna terutama untuk
memilih transistor yang tepat untuk aplikasi tertentu. Tentu untuk aplikasi
pengolahan sinyal frekuensi audio semestinya tidak menggunakan transistor
power, misalnya.
Arus Emiter
Dari
hukum Kirchhoff diketahui bahwa jumlah arus yang masuk kesatu titik akan sama
jumlahnya dengan arus yang keluar.
6.
Kurva Base :
7.
Fungsi utama dari
sebuah penguat adalah untuk menghasilkan penguatan isyarat dengan tingkat penguatan
tertentu. Transistor unipolar
dapat digunakan untuk tujuan
tersebut. Piranti dimaksud
dapat berupa junction
field-effect transistor
(JFET) maupun metaloxide
semiconductor field-effect
transistor (MOSFET). Seperti
halnya pada BJT pengoperasian transistor
sebagai penguat tergantung
pada komponen pendukung rangkaian.
8.
Karakteristik i-v
dari FET menunjukkan
bahwa arus keluaran dapat dikontrol
oleh tegangan masukan, dengan
demikian FET dapat
digunakan sebagai “saklar”
dengan tegangan sebagai pengontrol.
Jika arus keluaran dilewatkan
pada suatu resitor, tegangan yang
terjadi mungkin akan lebih
besar dibandingkan tegangan
masukan, atau FET dapat
digunakan sebagai “penguat”.
Karena karakteristik piranti secara
individu tidak dapat
diketahui secara pasti,
maka biasanya digunakan
analisa pendekatan. Pada daerah jenuh, yaitu antara pinch-off
atau turn-ondengan daerah breakdown, arus D (iD) hampir tidak tergantung pada besarnya tegangan D-S ( vDS ), dan “karakteristik transfer” yang menggambarkan hubungan antara arus
keluaran dengan tegangan
masukan diperlihatkan seperti pada gambar 12.5.
Daftar
Pustaka
Albert Paul
Malvino, 2003. Prinsip – Prinsip
Elektronika, Jakarta. Penerbit Salemba Teknika
Herman
DS. (1996). Elektronika: Teori dan
Penerapan. Yogyakarta: FPTK IKIP Yogyakarta.
http://www.meriwardana.com/2011/11/prinsip-kerja-transistor-transistor.html
https://abisabrina.wordpress.com/2010/08/14/fungsi-dasar-transistor/
http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2018083-transistor-dan-penjelasannya-dasar-dasar/#ixzz2D9ECmgJo
http://id.scribd.com/doc/44314467/Transistor-Adalah-Alat-Semikonduktor-Yang-Dipakai-Sebagai-Penguat
http://www.linksukses.com/2012/03/transistor-sebagai-penguat.html