Chapter 17

DAFTAR ISI

Pendahuluan
Tujuan
Alat dan Bahan
Dasar Teori
Example
Problem
Pilihan Ganda
Percobaan
Link Download

Transistor FET (Field Effect Transistor) adalah jenis transistor yang mengendalikan aliran arus listrik menggunakan medan listrik. FET memiliki tiga terminal utama, yaitu Source, Gate, dan Drain. Berbeda dengan transistor biasa (BJT) yang dikendalikan oleh arus, FET dikendalikan oleh tegangan pada terminal gate. FET banyak digunakan karena memiliki impedansi input yang tinggi dan konsumsi daya yang rendah, sehingga cocok untuk rangkaian penguat (amplifier), sakelar elektronik, dan rangkaian digital. Ada beberapa jenis FET, seperti JFET (Junction FET) dan MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET), yang masing-masing memiliki karakteristik dan kegunaan khusus.

2. Tujuan [Kembali]

Mengenal struktur dan prinsip kerja komponen PNPN (SCR).
Memahami kondisi penyalaan dan pemadaman (trigger dan turn-off) pada PNPN.
Menganalisis karakteristik arus-tegangan (V-I) dari komponen PNPN.
Mengamati fungsi PNPN sebagai saklar elektronik dalam rangkaian daya.

3. Alat dan Bahan [Kembali]

1. Software Proteus

Proteus adalah perangkat lunak simulasi elektronik yang digunakan untuk merancang, menguji, dan memvisualisasikan rangkaian elektronik secara virtual. Software ini mendukung simulasi berbagai komponen, termasuk mikrokontroler, sehingga memudahkan pengguna dalam merancang dan menguji sistem tanpa perlu merakitnya secara fisik terlebih dahulu.

2. Power Supply

Power supply adalah perangkat yang menyediakan daya listrik untuk rangkaian atau sistem elektronik. Fungsinya adalah mengubah sumber daya listrik, seperti listrik AC dari jaringan listrik, menjadi tegangan DC (arus searah) yang dibutuhkan oleh komponen elektronik dalam perangkat. Power supply juga dapat mengatur tegangan dan arus untuk memastikan bahwa perangkat menerima daya yang stabil dan sesuai dengan kebutuhan operasionalnya.

3. Op-Amp

Op-amp adalah suatu komponen elektronik analog yang berfungsi sebagai penguat tegangan. Komponen ini memiliki dua terminal input, yaitu inverting input (-) dan non-inverting input (+), serta satu terminal output.

4. Resistor

Resistor adalah komponen elektronik pasif yang berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik dalam suatu rangkaian. Nilai hambatan pada resistor dinyatakan dalam satuan ohm (Ω). Resistor digunakan untuk mengatur arus, membagi tegangan, serta melindungi komponen lain dari arus berlebih.

5. Probe Voltage

Probe voltage adalah alat ukur virtual yang digunakan dalam simulasi rangkaian elektronik untuk mengamati atau memantau nilai tegangan pada titik tertentu. Alat ini berfungsi tanpa memengaruhi jalannya rangkaian dan umumnya digunakan dalam perangkat lunak simulasi seperti Proteus. Probe voltage memungkinkan pengguna melihat perubahan tegangan secara langsung selama simulasi, baik dalam bentuk angka maupun grafik, sehingga memudahkan analisis dan evaluasi kinerja rangkaian.

6. Relay

Relay adalah sakelar elektrik yang berfungsi untuk mengontrol aliran listrik dalam rangkaian menggunakan sinyal listrik lainnya. Secara umum, relay terdiri dari kumparan (koil) yang, saat dialiri arus, akan menghasilkan medan magnet yang menarik atau melepaskan kontak sakelar untuk menghubungkan atau memutuskan aliran listrik di rangkaian lain. Relay sering digunakan untuk mengendalikan perangkat listrik berdaya besar menggunakan sinyal listrik berdaya kecil, misalnya dalam sistem otomasi, kontrol motor, dan perangkat elektronik lainnya.

7. Silicon Controlled Rectifier

SCR (Silicon Controlled Rectifier) adalah komponen semikonduktor yang berfungsi sebagai sakelar elektronik. SCR memiliki tiga terminal: anoda, katoda, dan gate. Arus mengalir dari anoda ke katoda hanya jika SCR diberi sinyal pemicu pada gate. Setelah aktif, SCR tetap menghantar hingga arus utama diputus. SCR banyak digunakan dalam pengendalian daya, seperti pengatur kecepatan motor, dimmer lampu, dan sistem penyearah.

8. Ground

Ground dalam elektronik adalah titik referensi tegangan dalam suatu rangkaian, biasanya dianggap memiliki tegangan nol volt. Ground berfungsi sebagai jalur kembali arus listrik dan sebagai acuan untuk mengukur tegangan komponen lain dalam rangkaian.

4. Dasar Teori [Kembali]

CHAPTER 17: TRANSISTOR FET (FIELD EFFECT TRANSISTOR)

Chapter 17 membahas Transistor Efek Medan (FET), yang merupakan jenis transistor unipolar yang hanya mengandalkan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole) untuk operasinya. FET memiliki karakteristik yang berbeda dari BJT (Bipolar Junction Transistor) yang dibahas di chapter sebelumnya, terutama dalam hal impedansi input yang sangat tinggi dan ketergantungan pada tegangan (bukan arus) untuk pengontrolannya.

Jenis-Jenis FET

JFET (Junction Field-Effect Transistor)

Terdiri dari dua tipe: n-channel dan p-channel.
Operasinya dikendalikan oleh tegangan gerbang (gate) yang membalikkan bias junction.
Memiliki tiga terminal: Gate (G), Drain (D), dan Source (S).
Karakteristik penting meliputi VGS(off) (tegangan pinch-off) dan IDSS (arus drain saat VGS = 0).

MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET)

Dibagi menjadi MOSFET Depletion-mode dan Enhancement-mode.
Depletion-mode: Dapat beroperasi dengan tegangan gerbang positif atau negatif.
Enhancement-mode: Hanya aktif saat tegangan gerbang melebihi threshold voltage (Vth).
MOSFET sangat dominan dalam aplikasi digital dan daya tinggi karena efisiensi dan kecepatan switching-nya.

Karakteristik dan Parameter FET

Kurva Transfer: Menunjukkan hubungan antara VGS (tegangan gate-source) dan ID (arus drain).
Transconductance (gm): Ukuran seberapa besar arus drain berubah terhadap perubahan tegangan gate.
Impedansi Input: Sangat tinggi (hingga orde megaohm atau gigaohm), membuat FET ideal untuk aplikasi penguat sinyal kecil.

Aplikasi FET

Penguat (Amplifiers)

FET digunakan dalam penguat sinyal kecil karena noise-nya yang rendah dan impedansi input tinggi.
Contoh: Common-Source, Common-Drain (Source Follower), dan Common-Gate configurations.

Saklar (Switches)

MOSFET, khususnya, banyak digunakan dalam rangkaian digital (sebagai komponen dasar CMOS) dan power switching.

Pengaturan Impedansi

JFET sering dipakai dalam rangkaian buffer atau pengatur impedansi karena karakteristiknya yang linear.

Perbandingan FET vs. BJT

Parameter	FET	BJT
Jenis Pembawa	Unipolar (hanya elektron atau hole)	Bipolar (elektron dan hole)
Kontrol	Tegangan (VGS)	Arus (IB)
Impedansi Input	Sangat Tinggi (≈MΩ-GΩ)	Rendah (≈kΩ)
Noise	Rendah	Lebih Tinggi
Aplikasi	Penguat sinyal kecil, switching	Penguat daya, switching

Keunggulan FET

Konsumsi daya rendah karena arus gate yang hampir nol.
Stabilitas termal lebih baik dibanding BJT.
Lebih tahan terhadap radiasi, membuatnya cocok untuk aplikasi khusus.

Chapter 17 membahas secara mendalam tentang Field Effect Transistor (FET), keluarga transistor yang bekerja berdasarkan prinsip medan listrik untuk mengontrol aliran arus. Berbeda dengan BJT yang merupakan perangkat bipolar, FET termasuk dalam kategori transistor unipolar karena hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole) dalam operasinya. Karakteristik utama FET yang dibahas di chapter ini mencakup impedansi input yang sangat tinggi dan pengontrolan melalui tegangan (bukan arus seperti pada BJT).

Bagian pertama chapter ini menjelaskan dua jenis utama FET. Junction FET (JFET) bekerja dengan mengontrol lebar saluran konduksi melalui bias reverse pada junction PN. Terdapat dua variasi JFET yaitu tipe n-channel dan p-channel, masing-masing memiliki karakteristik arus-tegangan yang spesifik. Metal-Oxide-Semiconductor FET (MOSFET) menawarkan keunggulan lebih besar dengan struktur isolasi gate-nya. MOSFET dibagi menjadi depletion-mode yang dapat bekerja dengan bias positif maupun negatif, dan enhancement-mode yang hanya aktif ketika tegangan gate melebihi nilai threshold tertentu.

Analisis DC dan AC FET menjadi fokus utama chapter ini. Untuk analisis DC, dibahas metode penentuan titik kerja (bias point) menggunakan teknik seperti fixed bias, self bias, dan voltage divider bias. Model sinyal kecil FET diperkenalkan untuk menganalisis parameter AC seperti transkonduktansi (gm) dan resistansi output (rd). Karakteristik transfer FET yang nonlinear juga dijelaskan secara detail, termasuk daerah cut-off, triode, dan saturasi.

Chapter ini juga membahas berbagai aplikasi praktis FET. Sebagai penguat, FET digunakan dalam tiga konfigurasi dasar: common-source (penguat tegangan), common-drain (source follower), dan common-gate (penguat arus). Keunggulan FET dalam aplikasi switching ditonjolkan, terutama untuk MOSFET yang menjadi komponen kunci dalam gerbang logika digital CMOS. Aplikasi khusus lainnya termasuk penggunaan FET sebagai resistor terkontrol tegangan (VVR) dan dalam rangkaian analog switch.

Keunggulan FET dibanding BJT dianalisis secara komprehensif, termasuk: