PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK “TEORI MENGENAI MOSFET, JFET DAN TRIAC"

Oleh

Rendika Adha Tanjung

09011181419008

Sistem Komputer A 2014

(Rendikaadha@gmail.com)

JURUSAN SISTEM KOMPUTER

FAKLUTAS ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

Pada pembahasan Praktikum Rangkaian Listrik ini saya akan membahas mengenai perbedaan antara MOSFET, JFET dan TRIAC. Dengan tujuan agar mahasiswa dapat meahami apa itu yang dimaksud dengan MOSFET, JFET dan TRIAC, kemuadian mampu memberikan gambaran tentang pecobaan dengan bahan, alat dan metode yang lain untuk menentukan tujuan pada materi.

Sebelumnya saya akan menerangkan dulu apa yang dimaksud dengan FET (field effect transistor), FET ( Field effect Transistor) yaitu transistor efek medan yang mempunyai fungsi yang sama dengan transistor bipolar, meski demikian antara FET dan transistor bipolar terdapat beberapa perbedaan yang mendasar.

Perbedaan utama antara kedua jenis transistor tersebut andalah bahwa dalam transistor bipolar arus output (IC) dikendalikan oleh arus input (IB). sedangkan dalam FET arus output (ID) dikendalikan oleh tegangan input (VGS), karena arus input adalah nol. Seginggga resistansi input FET sangat besar, dalam orde puluhan megaohm. Disamping itu FET lebih stabil terhadap temperatur dan konstruksinya lebih kecil serta pembuatannya lebih mudah sehingga FET cedrung membangkitkan noise (desah) lebih kecil dari pada transistor bipolar.

Keluarga FET yang sangat lah penting adalah JFET (junction field effect transistor) dan MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor). Pada penjelasan mengenai FET kali ini akan dijelaskan beserta konstruksi dan karakteristik  JFET dan MOSFET, sebagai berikut:

A.            JFET

JFET adlah komponen tiga terminal dimana salah satu terminal dapat megambil kontrol arus antara dua terminal lainnya. JFET terdiri atas dua jenis , yakni kenal N dan kanal P, sebagaimana transistor terdapat jenis NPN dan PNP. Pada kali ini akan membahas kanal N saja karena P merupan kebalikannya.

Terlihat bahwa sebagian besar strukturnya terbuat dari bahan tipe N yang membentuk kanal dihubungkan ke terminal yang disebut Drain (D) dan bagian bawah dihubungkan ke terminal yang disebt source (S). pada sisi kiri dan kanan dari kanal N dimasukkan bahan tipe P yang dihubungkan bersama sama ke terminal yang disebut dengan gate (G).

Hal ini terjadi sebagaimana pada pembahasan dioda persambungan, pada daerah pengosongan tidak terdapatpembawa muatan bebas, sehingga tidak mendukung alian arus sepanjang kanal.

.    Karakteristik JFET

Karakteristik transfer JFET merupakan hubungan antara arus drain ID dengan tegangan gatesource VGS setelah mencapai titik pinch off. Daerah operasi yang linier adalah sesudah titik pinch off dan dibawah daerah break down. Pada daerah ini arus ID jenuh dan tergantung dariharga VGS dan tidaktergantung dari VDS, sesuai dengan persamaan shockey daerah antara titik pinch off dan break down ini disebut juga dengan daerah aktif atau daerah jenuh, dimana JFET banyak dipakai sebagai penguat.

Sedangkan sebelum titik pinch off disebut dengan daerah ohm atau daerah yng dikendalikan tegangan (voltage controlled region), dimana JFET berlaku sepetrti resistor variabel. Jadi seperti itulah gambaran konstruksi dan karakteristik dari JFET.

B.            MOSFET

MOSFET atau (Metal Oxide Semiconductor Fiels Effect Transistor) adlah suatu transistor dari bahan semikonduktor dari bahan semikonduktor (silikon) dengan tingkat konsentrasi ketidakmurnian tertentu. Tingkat dari ketidakmurnian ini akan menentukan jenis transistor tersebut, yaitu transistor MOSFET kanal N (NMOS) dan MOSFET kanal P (PMOS).bila dibandingkan denga  transistor bipolar (BJT) transistor MOSFET mempunyai banak kelebihan yaitu menghasilkandisipasi daya yang rendah.

Terdapat dua macam jenis jenis dari MOSFET yaitu Transistor mode peningkatan (Transistor mode enhancement) dan Transistor mode pengosongan (Transistor mode Delettion).  Kemudian MOSFET terdiri atas dua macam yaitu D-MOSFET dan E-MOSFET. Kali ini akan menjelaskan tentang D MOSFET karena E MOSFET merupakan kebalikannya.

1.    Konstruksi MOSFET

MOSFET kanal N dibuat diatas bahan dasar silikon tipe P yang biasanya disebut substrat. tetapi yang paling penting disini adalah bahwa antara kontak metal gate dengan kanal N ada lapisa oksida silikon (SiO2) yang berfungsi sebagai isolasi (dielektrum).

Berbeda dengan konstruksi JFET, pada MOSFET ini semakin diperbesar harga VGS ke arah positip, semakin banyak jumlah pembawa muatan elektron bebas pada kanal N, sehingga semakin besar arus ID. MOSFET yang bekerja dengan VGS positif ini disebut dengan mode peningkatan, karena jumlah pembawa muatan elektron bebas pada daerah kanal N ditingkatkan dibanding saat VGS.

2.    Karakteristik MOSFET

Terlihat bahwa karakteristik DMOSFET ini dapat bekerja baik pada mode pengosongan saat VGS negatif maupun pada mode peningkatan VGS positif. Oleh karena itu D MOSFET ini sering juga disebut dengan DE MOSFET (depletion enchanchment MOSFET). Persamaan Shockey juga masih berlaku pada D MOSFET inibaik pada modde pengosongan maupun pada mode peningkatan.

             

Jadi, pada penjelasan mengenai kedua FET ini saya menarik beberapa perbedaan mendasar mengenai JFET dan MOSFET, yaitu pada JFET sendiri tingginya impedansi input ini disebabkan karena pada daerah operasi JFET pesambungan gate dan kanal mendapat bias mudur, sehingga arus gate adalah kecil sekali atau nol. Sedangkan pada MOSFET hal ini disebabkan karena antara gate dengan kanal terdapat lapisan isolasi yang tipis yang berupa si;likon dioksida (SiO2), sehingga arus gate adalah nol. Dan perbedaan lainnya yaitu terletak pada Konstruksinya.

          Penjelasan terakhir mengenai bagian dari tengangan AC, yaitu TRIAC sebagai berikut.

C.            TRIAC

TRIAC merupakan tipe SCR (Sillicon Controlled Rectifer) yan bekerja secara bidirectional. Berbeda dengan DIAC yang dapat digunakan sebagai konduktor dilakukan dengan cara menaikan tegaganterminal hingga ke atas tegangan breakdown, pada TRIAC tedapat sebuah terminal Gate (G) yang digunakan untuk pemicu (Trigger) protegangan maju.

1..    Internally Triggered TRIAC (IT TRIAC)

Internally triggerred TRIAC merupakan komponen elektronika terintegrasi yang terdiri dari DIAC dan TRIAC. Simbol rangkaian untuk internally triggarred TRIAC ditunjukan seperti gambar dibawah, dimana didalam sebuah TRIAC pemicu tegangan maju pada terminal T, dilewatkan terlebih dahulu melalui DIAC. Sehingga tegangan AC yang terhubung di MT1 dan MT2 dapat kia atur sudut phasa penyalaan Sinusoidal.

          Apabila tegangan dititik pada T, kita berikan tegangan AC dengan frekuensi yang sama dengan tegangan AC yang melintasi MT1 dan MT2, TRIAC akan merespon sudut Phasa penyalaan sinusiodal sesuai dengan breakdown voltage yang dilalakukan pemicu pada DIAC.

2.    Analisa Rangkaian

Dari rangkaian tersebut dapat kita analisa, pada rangkaian tegangan AC sumbersebesar 220V dengan frekuensi 50 Hz akan melewati resistor variabel untuk pengaturan amplitudo dari sinusoida yang akan menjadi pemicu protegangan IT TRIAC. Sedangkan kapasitor C pada rangkaian tersebut akan menyebabkan adanya pergesean phasa antara prategangan  pada teganga terminal T dengan teganan sumber.

          Pergeseran phasa tersebut terjadi karena terdapat delay waktu pengisian dan pengosonga kapasitor. waktu dan pengisian kapasitor C juga dipengaruhi oleh nilai VR mempengaruhi besarnya arus yang masuk kedalam kapasitor. karena Vrmempengaruhi besarnya arus yang masuk kedalam kapasitor. sehingga resistror variabel VR memiliki dua peranan, yaitu untuk mengukur dan mengatur pergeseran phasa sekaligus amplituda gelombang sinusida untuk pra tegangan IT TRIAC.

DAFTAR PUSTAKA

E-Book

*Herman,D-Surjono,Ph.D.2008.Elektronika-Analog.Yogyakarta.Tim-Cerdas-Ulet-Kreatif

*Maulana.2014.[online].http://maulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/05-DIAC-TRIAC-Elektronika-Kontrol.pdf

*Maulana.2014.[online].http://maulana.lecture.ub.ac.id/Teori-Dasar-MOSFET-Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor.pdf