Transistor FET adalah
Transistor efek–medan (FET) adalah salah satu jenis transistor menggunakan medan listrik untuk mengendalikan konduktifitas suatu kanal dari jenis pembawa muatan tunggal dalam bahan semikonduktor.
FET kadang-kadang disebut sebagai transistor ekakutub untuk membedakan
operasi pembawa muatan tunggal yang dilakukannya dengan operasi dua
pembawa muatan pada transistor dwikutub (BJT).
Saluran
Semua
FET mempunyai sebuah saluran gerbang (gate), cerat (drain) dan sumber
(source) yang kira-kira sama dengan basis, kolektor dan emitor pada BJT.
Selain JFET,
semua FET juga mempunyai saluran keempat yang dinamakan badan, dasar
atau substrat. Saluran keempat ini melayani kegunaan teknis dalam pemanjaran transistor
kedalam titik operasi. Terminal ini sangat jarang digunakan pada desain
sirkuit, tetapi keberadaannya penting saat merancang penataan sirkuit terpadu.
Nama-nama
saluran pada FET mengacu pada fungsinya. Saluran gerbang dapat dianggap
sebagai pengontrol buka-tutup dari gerbang sesungguhnya. Gerbang ini
mengizinkan elektron
untuk mengalir atau mencegahnya dengan membuat dan mengikangkan sebuah
kanal diantara sumber dan cerat. Elektron mengalir dari sumber menuju ke
saluran cerat jika ada tegangan yang diberikan. Badan merupakan seluruh
semikonduktor dasar dimana gerbang, sumber dan cerat diletakkan.
Biasanya saluran badan disambungkan ke tegangan tertinggi atau terendah
pada sirkuit, tergantung pada tipenya. Saluran badan dan saluran sumber
biasanya disambungkan karena sumber biasanya disambungkan ke tegangan
tertinggi atau terendah dari sirkuit, tetapi ada beberapa penggunaan
dari FET yang tidak seperti demikian, seperti sirkuit gerbang transmisi dan kaskoda.
Cara kerja FET
FET mengendalikan aliran elektron (atau lubang elektron
pada FET kanal-p) dari sumber ke cerat dengan mengubah besar dan bentuk
dari sebuah kanal konduktif yang dibentuk oleh adanya tegangan (atau
kurangnya tegangan pada FET kanal-p) yang dikenakan menyeberangi saluran
gerbang dan sumber (untuk mempermudah penjabaran, diasumsikan bahwa
badan dan sumber disambungkan). Kanal konduktif ini adalah jalur dimana
elektron (atau lubang) mengalir dari sumber ke cerat. Dengan menganggap
sebuah peranti kanal-n moda pemiskinan. Sebuah tegangan
negatif gerbang-ke-sumber menyebabkan daerah pemiskinan untuk bertambah
lebar dan menghalangi kanal dari kedua sisi, mempersempit kanal
konduktif. Jika daerah pemiskinan menutup kanal sepenuhnya, resistansi
kanal dari sumber ke cerat menjadi besar, dan FET dimatikan seperti
sakelar yang terbuka. Sebaliknya, sebuah tegangan positif
gerbang-ke-sumber menambah lebar kanal dan memungkinkan elektron
mengalir dengan mudah. Sekarang menganggap sebuah peranti kanal-n moda pengayaan.
Sebuah tegangan positif gerbang-ke-sumber dibutuhkan untuk membuat
kanal konduktif karena ini tidak terdapat secara alami didalam
transistor. Tegangan positif menarik elektron bebas pada badan menuju ke
gerbang, membuat sebuah kanal konduktif. Tetapi elektron yang cukup
harus ditarik dekat ke gerbang untuk melawan ion doping yang ditambahkan
ke badan FET, ini membentuk sebuah daerah yang bebas dari pembawa
bergerak yang dinamakan daerah pemiskinan, dan fenomena ini disebut
sebagai tegangan tahan dari FET. Peningkatan tegangan gerbang-ke-sumber
yang lebih lanjut akan menarik lebih banyak lagi elektron menuju ke
garbang yang memungkinkannya untuk membuat sebuah kanal konduktif dari
sumber ke cerat, proses ini disebut pembalikan. Baik pada peranti
moda pengayaan ataupun pemiskinan, jika tegangan cerat-ke-sumber jauh
lebih rendah dari tegangan gerbang-ke-sumber, merubah tegangan gerbang
akan mengubah resistansi kanal, dan arus cerat akan sebanding dengan
tegangan cerat terhadap sumber. Pada moda ini, FET berlaku seperti
sebuah resistor variabel dan FET dikatakan beroperasi pada moda linier atau moda ohmik
Jika tegangan cerat-ke-sumber meningkat, ini membuat perubahan bentuk
kanal yang signifikan dan taksimetrik dikarenakan gradien tegangan dari
sumber ke cerat. Bentuk dari daerah pembalikan menjadi kurus
dekat ujung cerat dari kanal. Jika tegangan cerat-ke-sumber ditingkatkan
lebih lanjut, titik kurus dari kanal mulai bergerak dari cerat menuju
ke sumber. Pada keadaan ini, FET dikatakan dalam moda penjenuhan, beberapa orang menyebutnya sebagai moda aktif, untuk menganalogikan dengan daerah operasi transistor dwikutub. Moda penjenuhan, atau daerah antara linier dan penjenuhan digunakan
jika diinginkan adanya penguatan. Daerah antara tersebut seringkali
dianggap sebagai bagian dari daerah linier, bahkan walaupun arus cerat
tidak linier dengan tegangan cerat. Bahkan jika kanal konduktif yang
dibentuk oleh tegangan gerbang-ke-sumber tidak lagi menghubungkan sumber
ke cerat saat moda penjenuhan, Pembawa muatan
tidak dihalangi untuk mengalir. Dengan menganggap peranti kanal-n,
sebuah daerah pemiskinan terdapat pada badan tipe-p, mengelilingi kanal
konduktif, daerah cerat dan daerah sumber. Elektron yang mencakupi kanal
bebas untuk bergerak keluar dari kanal melalui daerah pemiskinan jika
ditarik ke cerat oleh tegangan cerat-ke-sumber. Daerah pemiskinan ini
bebas dari pembawa dan memiliki resistansi seperti silikon.
Penambahan apapun pada tegangan cerat-ke-sumber akan menambah jarak
dari cerat ke titik kurus, menambah resistansi dikarenakan daerah
pemiskinan sebanding dengan tegangan tegangan cerat-ke-sumber. Perubahan
yang sebanding ini menyebabkan arus cerat-ke-sumber untuk tetap relatif
tetap tak terpengaruh oleh perubahan tegangan cerat-ke-sumber dan
benar-benar berbeda dari operasi moda linier. Dengan demikian, pada moda
penjenuhan, FET lebih berlaku seperti sebuah sumber arus konstan
daripada sebagai sebuah resistor variabel dan dapat digunakan secara
efektif sebagai penguat tegangan. Pada situasi ini, tegangan
gerbang-ke-sumber menentukan besarnya arus konstan yang melewati kanal.
Cara
yang tepat untuk menguji transistor MOSFET adalah dengan menggunakan
analogmultimeter. Switch mode power supply dan banyak sirkuit lainnya
menggunakan transistor FET sebagai bagian dari rangkaian. Kebocoran dan
kegagalan MOSFET yang cukup tinggi di sirkuit dan kita perlu tahu
bagaimanamengetesnya. FET mempunyai lebel sebagai "Q" pada papan
sirkuit.
Mengukur
komponen yang memiliki dua lead seperti resistor,kapasitor dan dioda
jauh lebih mudah daripada mengukur transistor dan FET yang memiliki tiga
kaki.
I. Pertama, temukan pintu gate, drain dan source pin .Dari buku semikonduktor penggantian atau cari yang Datasheet dari mesin pencari.
II.
Setelah Anda memiliki referensi silang atau diagram untuk setiap pin
MOSFET itu,kemudian gunakan multimeter analog, atur ke ukuran 10K ohm.
Dengan asumsi menguji MOSFET kanal n kemudian menempatkan probe hitam pada bagian pin DRAIN.
III. Sentuh pin GATE dengan probe merah untuk mengosongkan muatan internal kapasitansi dalam MOSFET tersebut. Sekarang pindahkan probe merah untuk SOURCE pin sementara probe hitam
masih menyentuh pin DRAIN. Gunakan jari kanan dan sentuh GATE dan
DRAIN secara bersamaan. Akan kelihatan jarum penunjuk multimeter akan
bergerak maju ke tengah skala meter itu.
IV. Angkat probe merah
dari pin SOURCE dan letakkan kembali lagi ke pin SOURCE; pointer masih
akan tetap berada di tengah skala meter itu. Untuk mengosongkan, probe merah harus diangkat dan disentuhkan satu kali padapin GATE. Hal ini pada akhirnya akan melepaskan kapasitansi internal lagi.
V. Pada saat ini, gunakan probe merah sentuh pin SOURCE lagi, pointer tidak akan bergerak sama sekali karena kita telah mengosongkan muatan dengan menyentuh pin GATE. Ini adalah contoh MOSFET yang kondisinya baik.
VI.
Jika terlihat bahwa semua hasil yang diukur pointer (jarum penunjuk)
bergerak menuju nol ohm dan tidak akan melepaskan, kemudian FET dianggap
korsleting dan perlu penggantian.
Pengujian saluran P-FET transistor efek medan
caranya sama seperti ketika memeriksa saluran N-FET . Yang harus
dilakukan adalah untuk membalik polaritas probe ketika memeriksa saluran
P. Pastikan Anda menggunakan meter yang memiliki jangkauan 10k ohm .
Contoh: N channel FET 2SK791, K1118, IRF634, IRF 740 dan P channel FET J307, J516, IRF, 9620 dan lain-lain.