Laporan Karakteristik Transistor Efek Medan

KARAKTERISTIK TRANSISTOR EFEK MEDAN 


Mukri Syam*, Haslinda Bakri, Febrianti, Hameliana
Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi
Jurusan Fisika 
Universitas Negeri Makassar 
Tahun 2015


Abstrak: Telah di laksanakan praktikum karakteristik JFET, tujuan dari percobaan ini adalah bagaimana kemudian kita bisa memahami metode pemberian bias tegangan pada JFET channel-N serta menentukan nilai transkonduktansi dan tegangan penjepitan, kegiatan yang di lakukan yaitu mencari tahu hubungan antara VGS dengan ID. JFET merupakan transisitor unipolar dimana FET beroperasi sebagai perangkat yang dikendalikan oleh tegangan dengan arus elektron dan dapat di gunakan untuk mengoperasi rangkaian-rankaian penguat. Alat yang di gunakan pada praktikum ini yaitu power supply, multimeter, JFET channel-N, potensiometer dan kabel penghubung. Pada percobaan ini menggunakan dua catu daya dimana untuk mengukur tegangan VGG yaitu 5 V dan VDD yaitu 10 V kemudian kedua catu daya tersebut dihubungkan dengan kaki Gate dan Source pada keadaan bias mundur kemudian diantara kaki Drain dengan polaritas positif dan source sebagai negatif dan data-data yang dikumpulkan meliputi, tegangan output, tegangan input serta kuat arus. Berdasarkan analisis grafik, di eroleh nilai sebesar yaitu untuk ID1 sebesar -1,87 mA ID2 sebesar -1.63 mA, untuk ID3 yaitu -0.30 mA dan ID4 yaitu -0.0077 mA, sedangkan tegangan penjepitan sebesar 1,25 mA. 
Kata kunci: Drain, gate, source dan operasi. 

PENDAHULUAN 
JFET terbuat dari bahan semikonduktor p dan n . transistor JFET mempunyai tiga buah kaki yaitu drain (penguras), sourse (sumber), dan gate (pintu atau gerbang). Adapun tujuan dari praktikum ini adalah memahami metode pemberian bias tegangan pada JFET channelN serta menentukan nilai transkonduktansi dan tegangan penjepitan, kegiatan yang di lakukan            yaitu hubungna antara VGS dengan ID. Transistor JFET chabbel-N ini di kendalikan oleh tegangan dan FET ada dua yaitu FET sambungan (junction FET = JFET ) dan Transistor Efek Medan Logam-oksida Semikonduktor (metaloxide-semiconductor field effect transistor- MOSFET). Transistor efek medan atau FET (filed effect transistor) adalah satu transistor yanf prinsip kerjanyan berdasar atas penaturan arus (keluaran) oleh tegangan (masukan). Hal ini berbeda dengan dengan transistor BJT yang arus keluarannya diatur oleh arus masukan. FET juga dinamakan transistor kutub tunggal (unipolar), karena yang berperan sebagai pembwa muatan hanya satu macam, yaitu pembawa muatan mayoritas (hole atau elektron). 

TEORI SINGKAT 
Transistor bipolar (BJT) baik tipe npn maupun pnp adalah sebuah perangkat yang dikontrol oleh arus di mana keduanya, arus elektron dan hole, berkonstribusi. Transistor Efek Medan (Field – Effect – Transistor, FET) adalah sebuah perangkat unipolar. FET beroperasi sebagai perangkat yang dikendalikan oleh tegangan dengan arus elektron dalam sebuah FET jalur – n (n – channel) atau arus hole dalam FET jalur – p (p – channel). BJT atau FET adalah perangkat yang dapat digunakan untuk mengoperasikan rangkaian-rangkaian penguat atau rangkaian-rangkaian elektronik lainnya dengan perbedaan prinsip pembiasan. (Sutrisno, 1986). 

Operasi penguat FET menyerupai penguat BJT. Perbedaan antara keduanya adalah BJT merupakan komponen terkendali arus, sedangkan FET merupakan komponen terkendali tegangan, selain itu impedansi masukan penguat FET jauh lebih tinggi di bandingkan penguat BJT. Seperti halnya dengan BJT, JFET juga memiliki 3 (tiga) kaki yang masing-masing disebut : Source (S), Gate (G), dan Drain (D). Ada dua jenis JFET yang umum digunakan berdasarkan saluran (channel), yaitu channel – N dan channel – P dengan ini dapat dijelaskan lebih baik dengan memplot grafik arus drain (ID) yang sebenarnya pada nilai tegangan drain – source (VDS) yang berbeda untuk suatu rentang nilai tegangan gate – source. Plot ini disebut sebagai karakteristik drain yang menyatakan hubungan antara arus drain (ID) sebagai fungsi dari tegangan drain – source (VDS). Gambar 2.3 menunjukkan kurva karakteristik drain – source JFET saluran – n yang umum. Untuk VGS = 0, arus drain meningkat sebagaimana peningkatan VDS sampai suatu titik di mana tingkat arus berhenti atau mencapai saturasi. (Sutrisno, 1986) 
Karakteristik drain – source merupakan suatu kurva untuk nilai VGS yang bervariasi dari 0 V sampai maksimum (dalam arah minus atau balik) dan tegangan V GS maksimum ini selanjutnya disebut sebagai tegangan penjepitan, VP, di mana tidak ada lagi arus drain (ID = 0). Karakteristik Transfer (Transfer – Characteristic) 
Bentuk lain dari karakteristik komponen ini adalah karakteristik transfer yang merupakan kurva arus darain, ID sebagai fungsi dari tegangan gate – source, VGS, untuk suatu nilai konstan tegangan drain – source, VDS. Karakteristik transfer dapat diamati secara langsung pada sebuah perangkat perunut kurva (curve Tracer), ditentukan secara langsung dengan pengukuran operasi perangkat, atau penggambaran dari karakteristik drain. 
VP. Ketika titik-titik ini bernilai tetap, nilai ID tertentu dari kurva dapat ditentukan, atau berdasarkan pertimbangan teoritis dari proses fisis yang terjadi dalam JFET. 
Catatan bahwa ketika VGS = 0, ID = IDSS dan bahwa ketika ID = 0, VGS = Vp sebagaimana yang terlihat pada kurva karakteristiknya. Tegangan dc pada gate – source (VGS) mengontrol tingkat arus dc pada drain (ID). Perubahan kedua variabel ini dihubungkan oleh sebuah besaran penting yang disebut sebagai transkonduktansi (gm) .
Awalan trans pada kata transkonduktansi menyatakan hubungan antara kuantitas output dan input. Kata konduktansi dipilih sedemikian rupa karena gm ditentukan oleh rasio arus terhadap tegangan yang serupa dengan rasio yang digunakan untuk menentukan konduktansi sebuah resistor, G = 1/R = I/V. (Purwadi, 1998). 
Dengan titik – Q umumnya diambil pada titik tengah kurva. Sebagai pemahaman dasar, beberapa parameter penting yang umum disertakan adalah : 
1. IDSS, arus saturasi drain – source, 
2. VP = VGS(off), tegangan jepit (pinch – off), 
3. BVGSS, tegangan breakdown dengan drain – source terhubung 
singkat, 
4. gm = gfs, transkonduktansi perangkat, dan 
5. rds(on), resistansi drain – source ketika perangkat dalam keadaan on/aktif. 


Sejumlah parameter lain berhubungan dengan kapasitansi, derau tegangan, waktu aktif/on dan mati/off, dan pemeliharaan daya biasanya disediakan dalam lembar spesifikasi pabrik. ( Blocher, 2004). 
1. Identifikasi Variabel 
a. Variabel manipulasi : tegangan Drain – Source (VDS) 
b. Variabel respon : arus Drain.(mA) 
c. Variabel kontrol : tegangan sumber (VGS) 

2. Definisi Operasional Variabel 
a. Tegangan Gate – Source adalah beda potensial dari power supply yang dihubungkan pada kaki Gate dengan potensial rendah dan kaki Source dengan potensial tinggi dan dibaca melalui multimeter digital serta dinyatakan dalam satuan Volt. 

b. Tegangan Drain – Source adalah beda potensial dari power supply yang dihubungkan pada kaki Drain dengan potensial tinggi dan kaki Source dengan potensial rendah dan dibaca melalui multimeter digital serta dinyatakan dalam satuan Volt. 

c. Arus Drain adalah arus yang berasal dari tegangan Drain – Source melalui kaki Drain – Source dan dibaca melalui multimeter digital serta dinyatakan dalam satuan mA. 

3. Alat dan Bahan 
a. Power supply DC 2 buah 
b. Multimeter digital 2 buah 
c. JFET Channel-N 1 buah 
d. Potensiometer 2 buah 
e. Kabel penghubung 11 buah 

4. Prosedur kerja 
a. Rangkailah dan pelajari Rangkaian uji FET kanal-N berikut. 
b. Pastikan tegangan VGG tidak melebihi 5 V dan VDD tidak melebihi 10 V. 
c. Pastikan setiap alat ukur yang Anda gunakan terpasang dengan polaritas yang benar mengacu pada polaritas masing-masing sumber tegangan. 
d. Putarlah kedua potensiometer agar nilai VGS dan VDS sama dengan nol. 
e. Putarlah potensiometer VR2 sehingga nilai VDS naik menjadi 1 volt dan baca nilai ID. 
f. Ulangi kegiatan (e) dengan interval yang sama sampai nilai VDS = VDD. 
g. Putar balik potensiometer VR2 hingga VDS sama dengan nol. 
h. Putarlah potensiometer VR1 sehingga nilai VGS naik menjadi 2 volt. 
i. Ulangi kegiatan (e) sampai (h) dengan interval yang sama hingga VGS = VP atau (ID = 0). 


HASIL PENGAMATAN 
1. Data 
Potensiometer 1 : B10K 
Potensiometer 2 : B10K 
Transistor : SK19A3VDD : 10 v 
VGG : 5 v 

2. Analisis Grafik


PEMBAHASAN 
Transistor efek medan (JFET- Junction Field Effect Transistor) terdri dari 3 macam kaki yaitu Drain (penguras), Gate ( pintu), dan Source (sumber). Transistor ini dapat digunakan sebagai sakelar terkendali elektronik atau resistansi terkendali tegangan muatan listrik yang mengalir melalui kanal semikonduktor diantara saluran sumber dan cerat.Berbeda dengan prinsip kerja transistor bipolar, transistor FET bekerja bergantung dari satu pembawa muatan, apakah itu elektron atau hole. Karena hanya bergantung pada satu pembawa muatan saja, transistor ini disebut komponen unipolar yang merupakan penguat terkendali tegangan. Pada percobaan ini dilakukan dengan memberikan nilai tertentu pada VGS dengan mengubah nilai VDS dengan menggunakan potensiometer sehingga keluaran ID dapat di lihat setiap perubahan niai VDS. 

Pada praktikum ini yaitu hubungan antara VGS dan ID, dimana VDD yang di gunakan yaitu 10 volt dan VGG yang digunakan yaitu 5 volt. Tegangan yang digunakan tidak boleh melebihi tegangan yang telah di tentukan. Kemudian berdasarkan hasil grafik terdapat daerah saturasi dimana arus masih dalam pengaruh tegangan karena transistor berada dalam daerah ohmik, dan terdapat juga daerah aktif dimana arus mulai konstan dan terdapat juga daerah cut off yaitu dimana transistor tidak dapat menghasilkan arus. 

Pada percobaan ini yaitu ada dua grafik yaitu hubungan antara VGS dengan ID dan VGS dengan IDmaks, dimana VGS yang digunakan yaitu mulai dari 0 V, 1 V, 2, dan 3 V, dan nilai ID maksimummnya mencapai 9,5. Dapat di lihat dari grafik untuk nilai VGS = 0 volt dan VDS. Diubah dengan kenaikan 0,5 volt dengan menggunakan potensiometer dan di peroleh nilai ID yang di mulai dari 0 yang nilainya mulai meningkat yang dawali dengan 0 V dan nilai ID meningkat setiap kenaikan 0,5 mencapai maksimum dimana potensiometer tidak dapat lagi di putar. 

Kemudian untuk VGS yaitu -1 dimana nilai VDS di mulai dari 0 kemudian memutar potensimeter setiap kenaikan 0,5 volt sampai I Dmaks sehingga mencapai maksimum yaitu dimana potensiometer tidak dapat lagi di putar. Begitu pula dengan nilai VGS yaitu -2 dan -3. 

Berdasarkan hasil grafik 1yaitu hubungan antara VGS dengan ID dapat di lihat yaitu untuk VGS = 0, ID yang di peroleh yaitu -1,87 mA, sedankan VGS = -1, ID yang di peroleh yaitu - 1.63 mA, untuk VGS = -2, ID yang di peroleh yaitu 0.30 mA untuk VGS = -3, ID yang di peroleh yaitu 0.0077 mA sedangkan untuk grafik kedua yaitu menentukan nilai trankonduktansi dan tegangan penjepitan nilai secara teori yang di dapat yaitu untuk IDSS A yaitu sebesar -0.88 mA dan untuk IDSS B yaitu -1.51 mA, sedankan IDSS C yaitu -1.8623 mA sedangkan secara praktikum yaitu di peroleh sebesar 1,25 mA. berdasarkan grafik yang di buat. Berdasarkan analisis yang di peroleh sudah sesuai dari teori yaitu dimana nilai transkonduktansi secara praktiku yaitu sebesar 1,25 mA 



KESIMPULAN 


Adapun kesimpulan yang di peroleh berdasarkan percobaan ini adalah 
1. Antara gate dan sourse di beri tegangan mundur, tegangan gate lebih negative terhadap sourse pada sambungna P-N, electron mengalir dari sours eke drain dengan melewati lapisan deplesi pada saat tegangan gate-sourse = 0 maka arus yang mengalir akan maksimum. 

2. Besar trankonduktansi yang di peroleh adalah 1,25 mA dan besarnya tegangan penjepitan yaitu -0,65 volt. 


DAFTRA PUSTAKA 

Blocher, Richard. 2004. Dasar Elektronika. Yogyakarta : ANDI Yogyakarta. 

Purwadi, Bambang. 1998. Elektronika I. Jakarta: Direktorat Jenderal 

Pendidikan Tinggi. 

Sutrisno. 1986. Elektronika I Teori dan Penerapannya. Bandung : Penerbit ITB. 






Postingan terkait:

Belum ada tanggapan untuk "Laporan Karakteristik Transistor Efek Medan"

Post a Comment