Tugas Makalah Elektronika I.docx

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Junction Field Effect Transistor (JFET) adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, JFET digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, JFET digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa JFET juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponenkomponen lainnya. Pada masa kini JFET ada dalam setiap peralatan elektronika. Jika memahami dasar kerja transistor maka akan lebih mudah mempelajari cara kerja bebagai peralatan elektronika. JFET merupakan suatu komponen aktif yang dibuat dari bahan semikonduktor yang berfungsi sebagai penguat arus maupun tegangan, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. 1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah dari makalah ini yaitu : 1.2.1 Apa yang dimaksud dengan JFET ? 1.2.2 Bagaimana simbol dan konstruksi JFET ? 1.2.3 Bagaimana struktur JFET ? 1.2.4 Apa saja karakteristik JFET ? 1.2.5 Bagaimana prinsip dan cara kerja JFET ?

1

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan makalah ini antara lain : 1.3.1 Memahami definisi JFET 1.3.2 Memahami simbol dan konstruksi JFET 1.3.3 Memahami struktur JFET 1.3.4 Memahami karakteristik JFET 1.3.5 Memahami prinsip dan cara kerja JFET

2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

Dalam materi telah dibahas transistor dwikutub, yang terdiri dari tiga lapisan semikonduktor n dan p, membentuk susunan npn atau pnp. Dalam transistor dwikutub arus kolektor sebanding dengan arus basis, dan dikatakan transistor dwikutub adalah suatu komponen aktif yang dikendalikan arus. Dalam materi ini akan dibahas transistor efek medan (Field Effect Transistor = FET).

Transistor efek medan adalah komponen semikonduktor yang memiliki prinsip kerja tegangan masukan mengendalikan arus keluaran. Secara umum komponen ini terbagi menjadi dua yaitu N-Channel dan P-Channel. Tetapi berdasarkan teknologi pembuatannya komponen ini juga terbagi menjadi dua yaitu FET sambungan atau Junction Field Effect Transistor (JFET) dan FET logam atau Metal Oxyde Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET).

JFET (junction field effect transistor ) atau yang disebut juga dengan transistor efek medan persambungan merupakan salah satu jenis transistor unipolar yang pengoperasiannya dikendalikan oleh tegangan (voltage-controlled device), tentu hal tersebut sangat berbeda dengan sebuah transistor yang pengoperasiannya dikendalikan oleh arus listrik (current -controlled device). JFET adalah perangkat semikonduktor tiga terminal yang dapat digunakan sebagai saklar elektronik dikontrol, amplifier, atau resistor tegangan dikendalikan.

3

Simbol JFET (junction field-effect transistor) untuk kanal-N dan kanal-P ditunjukkan pada gambar diatas. Dalam simbol tersebut, arah tanda panah pada gate merupakan arah arus pada persambungan seandainya diberi bias maju. Tetapi perlu diingat bahwa daerah kerja JFET adalah bila persambungan tersebut diberi bias mundur. Oleh karena itulah, maka arus gate IG adalah nol (sangat kecil) dan akibatnya resistansi input dari JFET adalah tinggi sekali (dalam orde puluhan mega ohm).

Konstruksi dasar komponen JFET (junction field-effect transistor) kanal-N adalah seperti pada gambar diatas. Terlihat bahwa sebagian besar strukturnya terbuat dari bahan tipe-N yang membentuk kanal. Bagian atas dari kanal dihubungkan ke terminal yang disebut Drain (D) dan bagian bawah dihubungkan ke terminal yang disebut 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).

Gambar JFET terbuat dari bahan semikonduktor p dan n seperti pada gambar 2.1. Transistor JFET mempunyai tiga buah kaki yaitu penguras (drain-D), pintu (gate-G), dan sumber (source-S). arus penguras (D) melalui satu macam bahan semikonduktor jenis-n pada gambar 2.1.

4

Gambar 2.1 Struktur transistor JFET Daerah yang dilingkupi pintu disebut saluran. Pada gambar 2.1 transistor JFET yang ditunjukkan mempunyai saluran-n. Orang juga membuat JFET saluranp. Lambang JFET adalah seperti pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Lambang J, (a) JFET saluran-n (b) JFET saluran-p Pada JFET saluran-n pembawa muatan yang bergerak adalah elektron bebas, sehingga penguras haruslah dihubungkan dengan kutub positif baterai, setelah melalui suatu hambatan. Pembawa muatan bebas (electron) berasal dari sumber mengalir ke penguras. Maka untuk JFET saluran-n arah arus listrik (yaitu arah gerak muatan positif) adalah dari penguras (D) ke sumber (S).

5

Kurva karakteristik drain menyatakan besar arus drain (ID) yang terjadi terhadap tegangan drain-source (VDS). Kurva yang terjadi mirip dengan kurva kolektor dari transistor bipolar, hanya variabel pengendalinya yang berbeda yaitu tegangan gate.

Pada saat tegangan gate 0V, jika VDD ditambah (VDS juga ikut bertambah), ID akan bertambah sebanding dengan pertambahan tegangan VDS. Pada daerah ini hanya resistansi channel yang berpengaruh. Besarnya resistansi saluran ini dapat diubah dengan memberi tegangan pada gate, sehingga JFET biasa disebut juga sebagai resistor terkendali tegangan. Setelah mencapai nilai tegangan tertentu pertambahan arus berhenti dan ID menjadi konstan meskipun tegangan VDS terus ditambah. Tegangan pada saat arus berhenti bertambah (titik B) dinamakan tegangan Pinch-Off (VP). Apabila tegangan ini ditambah terus maka pada suatu saat ID akan mulai bertambah dengan sangat cepat dengan sedikit pertambahan tegangan VDS. Keadaan ini dinamakan breakdown (dadal). Biasanya JFET beroperasi pada daerah arus tetap.

Karakteristik transkonduktansi JFET berhubungan langsung dengan karakteristik drain. Keduanya memiliki sumbu Y yang sama yaitu arus drain (ID). Kurva ini tidak berupa garis lurus, yang menyatakan bahwa hubungan antara arus keluaran dan tegangan masukan tidak linier. Jadi transkonduktansi adalah kurva yang menunjukkan perbandingan antara arus drain (ID) dengan tegangan gatesource (VGS).

Beberapa karakteristik JFET adalah sebagai berikut : 

Dibuat saluran tipis dari sumber (source) S ke saluran/pembuangan (drain)D.



Sekeliling saluran (channel) berupa sambungan p-n dengan panjar mundur pada daerah deplesi.

6



Lebar daerah deplesi akan bertambah jika tegangan sambungan dibuat lebih negatif.



Kemampuan saluran untuk menghantar (dalam hal ini saluran-n) tergantung lebarnya.



Lebar saluran dapat diubah-ubah dengan mengatur lebar daerah deplesi yaitu sepanjang sambungan panjar-mundur.



Lebar dari daerah deplesi atau kemampuan menghantar pada saluran dapat dikontrol dengan memberikan tegangan eksternal pada gerbang (gate) G.

Pada saat semua terminal JFET Kanal N belum diberi tegangan bias dari luar, maka pada persambungan P dan N pada kedua gate JFET Kanal N terdapat daerah pengosongan. Hal ini terjadi sebagaimana pada pembahasan junction dioda. Pada daerah pengosongan JFET Kanal N tidak terdapat pembawa muatan bebas, sehingga tidak mendukung aliran arus sepanjang kanal. Apabila antara terminal D dan S JFET Kanal N diberi tegangan positip (VDS = positip) dan antara terminal G dan S diberi tegangan nol (VGS = 0), maka persambungan antara G dan D mendapat bias negatif, sehingga daerah pengosongan JFET Kanal N semakin lebar. Sedangkan persambungan antara G dan S daerah pengosongannya tetap seperti semula saat tidak ada bias. Untuk membuat VGS = 0 adalah dengan cara menghubungkan terminal G dan terminal S pada JFET Kanal N . JFET Kanal N dengan VGS = 0 dan VDS > 0.

Seperti transisitor BJT, jenis transistor JFET kanal n dan kanal p mempunyai struktur yang sama namun berbeda pada susunansemikonduktor p dan semikonduktor n nya, oleh karena itu Transistor JFET kanal-p memiliki prinsip yang sama dengan JFET kanal-n, hanya saja kanal yang digunakan adalah semikonduktor tipe p. Dengan demikian polaritas tegangan dan arah arus

7

berlawanan jika dibandingkan dengan transistor JFET kanal-n. Simbol rangkaian untuk tipe p juga sama, hanya saja dengan arah panah yang berbeda.

Daerah operasi JFET JFET mempunyai empat daerah operasi antara lain: ● Ohmic Region – Ketika VGS = 0 celah deplesi dari kanal sangat kecil, pada daerah ini karakteristik JFET mengikuti Hukum Ohm. ● Cut-off Region – Daerah ini juga dikenal dengan pinch-off region dimana tegangan Gaete,pada daerah ini JFET bersifat seperti rangkaian terbuka (open circuit) dimana kanal mencapai resistansi maksimum. ● Saturation or Active Region – JFET menjadi konduktor yang dikontrol oleh tegangan Gate-Source, ( VGS ). ● Breakdown Region – Tegangan antara Drain dan Source, ( VDS ) sangat tinggi sehingga bisa menyebabkan transistor rusak dan menyebabkan arus maksimal yang tidak terkontrol.

8

BAB III PEMBAHASAN

3.1 Pengertian Junction Field-Effect Transistor ( JFET)

JFET (junction field effect transistor ) atau yang disebut juga dengan transistor efek medan persambungan merupakan salah satu jenis transistor unipolar yang pengoperasiannya dikendalikan oleh tegangan (voltage-controlled device), tentu hal tersebut sangat berbeda dengan sebuah transistor yang pengoperasiannya dikendalikan oleh arus listrik (current -controlled device). JFET adalah perangkat semikonduktor tiga terminal yang dapat digunakan sebagai saklar elektronik dikontrol, amplifier, atau resistor tegangan dikendalikan.

Tidak seperti transistor bipolar , JFET secara eksklusif tegangan dikontrol dalam bahwa mereka tidak membutuhkan arus biasing. Muatan listrik mengalir melalui saluran semikonduktor antara sumber dan tiriskan terminal . Dengan menerapkan tegangan bias balik ke terminal gerbang, saluran tersebut " terjepit ", sehingga arus listrik terhambat atau dimatikan sama sekali . Sebuah JFET biasanya pada saat tidak ada perbedaan potensial antara gerbang dan sumber terminal . Jika perbedaan potensial dari polaritas yang tepat diterapkan antara gerbang dan sumber terminal, JFET akan lebih resistif terhadap aliran arus, yang berarti lebih sedikit saat ini akan mengalir dalam saluran antara sumber dan tiriskan terminal. Dengan demikian, JFET kadang-kadang disebut sebagai perangkat penipisan -mode .

9

JFET dapat memiliki tipe-n atau tipe-p channel . Dalam tipe-n, jika tegangan diterapkan ke pintu gerbang kurang dari yang diterapkan ke sumber , saat ini akan berkurang (sama dalam tipe-p , jika tegangan diterapkan ke pintu gerbang lebih besar daripada diterapkan ke sumber). Sebuah JFET memiliki impedansi masukan yang besar (kadang-kadang di urutan 1.010 ohm), yang berarti bahwa ia memiliki efek yang dapat diabaikan pada komponen eksternal atau sirkuit terhubung ke gerbang.

3.2 Simbol dan Konstruksi Junction field-effect transistor ( JFET)

Simbol JFET (Junction Field Effect Transistor) Simbol JFET (junction field-effect transistor) untuk kanal-N dan kanal-P ditunjukkan pada gambar diatas. Dalam simbol tersebut, arah tanda panah pada gate merupakan arah arus pada persambungan seandainya diberi bias maju. Tetapi perlu diingat bahwa daerah kerja JFET adalah bila persambungan tersebut diberi bias mundur. Oleh karena itulah, maka arus gate IG adalah nol (sangat kecil) dan akibatnya resistansi input dari JFET adalah tinggi sekali (dalam orde puluhan mega ohm).

Konstruksi JFET (Junction Field Effect Transistor) Kanal N Konstruksi dasar komponen JFET (junction field-effect transistor) kanal-N adalah seperti pada gambar diatas. Terlihat bahwa sebagian besar strukturnya terbuat dari bahan tipe-N yang membentuk kanal. Bagian atas dari kanal dihubungkan ke terminal yang disebut Drain (D) dan bagian bawah dihubungkan ke terminal yang disebut 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).

10

3.3 Struktur Junction Field-Effect Transistor ( JFET)

Transistor adalah komponen yang terkendali arus dimana arus basis yang kecil mengandalikan arus kolektor yang besar. Sedangkan transistor efek medan adalah komponen yang terkendali tegangan, dimana tegangan pada terminal gate mengendalikan arus yang besar yang mangalir melalui komponen tersebut. Keduanya (transistor dan FET) dapat digunakan pada amplifier dan juga pada rangkaian switching.

JFET adalah sebuah bahan semikonduktor yang cukup panjang, dikotori untuk mendapatkan muatan listrik positif (tipe-p) atau negatif (tipe-n) yang melimpah. Koneksi pada setiap ujung semikonduktor membentuk sumber dan cerat. Saluran gerbang mempunyai pengotoran yang berlawanan dengan kanal yang mengelilinginya, jadi terbentuk pertemuan p-n pada antarmuka. Saluran yang menghubungkan keluar biasanya dibuat ohmik.

Transistor efek medan adalah sebuah komponen semikonduktor yang kerjanya berbeda dengan transistor bipolar. Komponen ini berupa sebuah saluran semikonduktor baik tipe N maupun tipe P yang dihubungkan dengan dua terminal yang disebut sebagai sumber (source) dan pengurasan (drain). Konduktivitas saluran ini dapat dikendalikan melalui medan listrik, yang ditimbulkan dengan menerapkan tegangan listrik pada kaki ketiga dari FET yaitu gerbang (gate). Dalam sebuah junction FET (JFET) gate membentuk sebuah junction PN dengan saluran.

Gambar 3.3.1 (a) menunjukkan struktur dasar JFET N-Channel. Penghantar dihubungkan dengan ujung-ujung saluran (N-Channel). Kaki sumber ada di ujung bawah saluran dan kaki pengurasan ada di ujung atas saluran. Saluran ini adalah konduktor, karena N-Channel maka pembawa mayoritasnya adalah elektron bebas.

11

Sedangkan pada P-Channel maka pembawa mayoritasnya adalah hole. Bila tidak ada tegangan luar maka baik N-Channel maupun P-Channel dapat menghantarkan listrik pada kedua arahnya. Dengan kata lain JFET adalah komponen Normally ON. Gambar 3.3 (b) memperlihatkan struktur dasar JFET P-Channel.

Gambar 3.3.1 Struktur JFET (a) N-Channel, (b) P-Channel

Prinsip kerjanya adalah seperti berikut ini. Lebar saluran yang identik dengan kemampuan menghantar arus dari saluran ini dikendalikan dengan tegangan gate. Jikatidak ada tegangan gate, konduktivitas saluran adalah maksimum. Bila tegangan bias balik diterapkan pada gate maka saluran akan menyempit dan konduktivitas menurun. Lebar saluran dan juga resistansi saluran dikendalikan dengan memvariasikan tegangan gate, sehingga dapat mengendalikan arus drain (ID) yang besar. Prinsip kerja seperti ini ditunjukkan pada gambar 3.3.2 Simbol skematik komponen JFET N-Channel dan JFET P-Channel ditunjukkan pada gambar 3.3.3 (a) dan (b).

Gambar 3.3.2 Prinsip Kerja Komponen JFET

12

Gambar 3.3.3 Simbol JFET (a) N-Channel (b) P-Channel 3.4 Karakteristik JFET 3.4.1 Kurva Karakteristik Drain Kurva karakteristik drain menyatakan besar arus drain (ID) yang terjadi terhadap tegangan drain-source (VDS). Kurva yang terjadi mirip dengan kurva kolektor dari transistor bipolar, hanya variabel pengendalinya yang berbeda yaitu tegangan gate.

Pada saat tegangan gate 0V, jika VDD ditambah (VDS juga ikut bertambah), ID akan bertambah sebanding dengan pertambahan tegangan VDS. Pada daerah ini hanya resistansi channel yang berpengaruh. Besarnya resistansi saluran ini dapat diubah dengan memberi tegangan pada gate, sehingga JFET biasa disebut juga sebagai resistor terkendali tegangan. Setelah mencapai nilai tegangan tertentu pertambahan arus berhenti dan ID menjadi konstan meskipun tegangan VDS terus ditambah. Tegangan pada saat arus berhenti bertambah (titik B) dinamakan tegangan Pinch-Off (VP). Apabila tegangan ini ditambah terus maka pada suatu saat ID akan mulai bertambah dengan sangat cepat dengan sedikit pertambahan tegangan VDS. Keadaan ini dinamakan breakdown (dadal). Biasanya JFET beroperasi pada daerah arus tetap. Rangkaian untuk memperoleh karakteristik JFET ditunjukkan pada gambar 3.4.1 (a) sedangkan kurva karakteristik Drain ditunjukkan pada gambar 3.4.1 (b). 13

(a)

(b)

Gambar 3.4.1 (a) Rangkaian bias untuk menggambar karakteristik JFET (b) Karakteristik arus Drain terhadap tegangan VDS.

Apabila gate diberi tegangan (bias balik/negatif), maka nilai konstan arus drain ID akan berkurang. Semakin negatif tegangan gate arus drain akan semakin berkurang, sehingga suatu saat akan tercapai harga tegangan dimana arus drain menjadi nol. Tegangan VGS yang menyebabkan arus drain menjadi nol disebut tegangan Cut-Off (VGS(off)). JFET harus dioperasikan pada daerah antara VGS = 0 dan VGS(off).

Pada JFET VGS(off) dan VP selalu sama besarnya, hanya tandanya yang berbeda. Dalam lembaran data biasanya hanya mencantumkan salah satu antara VGS(off) atau VP. 3.4.2 Kurva Transkonduktansi JFET Karakteristik transkonduktansi JFET berhubungan langsung dengan karakteristik drain. Keduanya memiliki sumbu Y yang sama yaitu arus drain (ID), seperti ditunjukkan pada gambar 3.4.2. Kurva ini tidak berupa garis lurus, yang 14

menyatakan bahwa hubungan antara arus keluaran dan tegangan masukan tidak linier. Jadi transkonduktansi adalah kurva yang menunjukkan perbandingan antara arus drain (ID) dengan tegangan gatesource (VGS).

Gambar 3.4.2 Kurva Transkonduktansi JFET

Transkonduktansi adalah besaran AC, sehingga nilainya berbeda untuk setiap titik kurva, dan bisa dihitung dengan perubahan kecil pada arus drain (ID) dibagi dengan perubahan kecil pada tegangan gate-source (VGS).

3.4.3 Resistansi dan Kapasitansi Input

JFET beroperasi dengan tegangan bias balik pada gate-source, sehingga resistansi input pada gate sangat tinggi. Resistansi input yang tinggi ini merupakan keuntungan bagi JFET bila dibandingkan dengan transistor bipolar.

15

Lembaran data sering mencantumkan resistansi input JFET pada nilai arus balik gate yang ditentukan, IGSS pada tegangan gate-source tertentu, sehingga resistansi inputdapat dihitung dengan persamaan di bawah ini

Beberapa karakteristik JFET adalah sebagai berikut : 

Dibuat saluran tipis dari sumber (source) S ke saluran/pembuangan (drain)D.



Sekeliling saluran (channel) berupa sambungan p-n dengan panjar mundur pada daerah deplesi.



Lebar daerah deplesi akan bertambah jika tegangan sambungan dibuat lebih negatif.



Kemampuan saluran untuk menghantar (dalam hal ini saluran-n) tergantung lebarnya.



Lebar saluran dapat diubah-ubah dengan mengatur lebar daerah deplesi yaitu sepanjang sambungan panjar-mundur.



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 pada simbol selalu mengarah ke material tipe-n; dengan demikian dapat dibuat juga jenis saluran-p. Dengan > 0 DS v , 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 D i berharga positif.

16

3.5 Prinsip dan Cara Kerja Junction Field Effect Transistor (JFET)

Prinsip Kerja JFET Kanal N Pada saat semua terminal JFET Kanal N belum diberi tegangan bias dari luar, maka pada persambungan P dan N pada kedua gate JFET Kanal N terdapat daerah pengosongan. Hal ini terjadi sebagaimana pada pembahasan junction dioda. Pada daerah pengosongan JFET Kanal N tidak terdapat pembawa muatan bebas, sehingga tidak mendukung aliran arus sepanjang kanal. Apabila antara terminal D dan S JFET Kanal N diberi tegangan positip (VDS = positip) dan antara terminal G dan S diberi tegangan nol (VGS = 0), maka persambungan antara G dan D mendapat bias negatif, sehingga daerah pengosongan JFET Kanal N semakin lebar. Sedangkan persambungan antara G dan S daerah pengosongannya tetap seperti semula saat tidak ada bias. Untuk membuat VGS = 0 adalah dengan cara menghubungkan terminal G dan terminal S pada JFET Kanal N . JFET Kanal N dengan VGS = 0 dan VDS > 0

Prinsip Kerja JFET Kanal P Seperti transisitor BJT, jenis Transistor JFET kanal n dan kanal p mempunyai struktur yang sama namun berbeda pada susunansemikonduktor p dan semikonduktor n nya, oleh karena itu Transistor JFET kanal-p memiliki prinsip yang sama dengan JFET kanal-n, hanya saja kanal yang digunakan adalah semikonduktor tipe p. Dengan demikian polaritas tegangan dan arah arus berlawanan jika dibandingkan dengan transistor JFET kanal-n. Simbol rangkaian untuk tipe p juga sama, hanya saja dengan arah panah yang berbeda.

17

Daerah operasi JFET JFET mempunyai empat daerah operasi antara lain: ● Ohmic Region – Ketika VGS = 0 celah deplesi dari kanal sangat kecil, pada daerah ini karakteristik JFET mengikuti Hukum Ohm. ● Cut-off Region – Daerah ini juga dikenal dengan pinch-off region dimana tegangan Gaete,pada daerah ini JFET bersifat seperti rangkaian terbuka (open circuit) dimana kanal mencapai resistansi maksimum. ● Saturation or Active Region – JFET menjadi konduktor yang dikontrol oleh tegangan Gate-Source, ( VGS ). ● Breakdown Region – Tegangan antara Drain dan Source, ( VDS ) sangat tinggi sehingga bisa menyebabkan transistor rusak dan menyebabkan arus maksimal yang tidak terkontrol.

18

BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan Kesimpulan dari makalah ini adalah : 

JFET (junction field effect transistor ) atau yang disebut juga dengan transistor efek medan persambungan merupakan salah satu jenis transistor unipolar yang pengoperasiannya dikendalikan oleh tegangan (voltage-controlled device). JFET adalah perangkat semikonduktor tiga terminal yang dapat digunakan sebagai saklar elektronik dikontrol, amplifier, atau resistor tegangan dikendalikan.



JFET dibagi menjadi N-Channel dan P-Channel. JFET memiliki tiga terminal yaitu drain, gate dan source yang ekuivalen dengan kolektor, basis dan emitor pada transistor.



JFET memiliki resistansi input yang sangat tinggi sesuai dengan tegangan balik pada gate – source.



JFET adalah komponen yang bersifat normally on. Arus drain dikendalikan dengan tegangan bias pada gate-source.



Kurva karakteristik drain untuk JFET dibagi dalam daerah ohm dan daerah arus konstan. Kurva transkonduktansi JFET digambarkan arus drain sebagai fungsi terhadap tegangan negatif gate-source.

4.2 Saran Adapun penjelasan dalam makalah ini diharapkan dapat membantu pembaca dalam memahami materi tentang Junction Field Effect Transistor dalam pembelajaran Elektronika I. Penulis menyadari makalah ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun.

19

DAFTAR PUSTAKA

Sutrisno. 1986. Elektronika Teori dan Penerapannya jilid 1. Bandung: Penerbit ITB. Sitohang, Yadi. 2014. “Elektronika Transistor Efek Medan (FET)”, http://yadielektronika.blogspot.co.id/2014/01/transistor-efek-medan-fet.html?m=1, diakses pada 7 Oktober 2017. Sinaga, Rafles. 2014. “Makalah Junction Field Effect Transistor”, http://lifeframenagabonar.blogspot.co.id/2014/12/makalah-junction-field-effecttransistor.html?m=1#.WeIFRHRlrqB, diakses pada 7 Oktober 2017.

20

LAMPIRAN

Makalah Junction Field Effect Transistor

KATA PENGANTAR

Segala puji atas kepada Tuhan, karena atas limpahan Rahmat dan KasihNyalah sehingga saya diberikan kesempatan dan kesehatan untuk dapat menyelesaikan makalah “JUNCTION FIELD EFFECT TRANSISTOR” yang terlaksana

dengan

baik.

Makalah

ini

membahas

tentang

apa

itu

JFET,simbol,sruktur,karakteristik serta prinsip dan cara kerja Junction Field Effect Resistor.

Saya menyadari sepenuhnya,dalam penyusunan makalah ini tidak lepas dari tantangan dan hambatan. Namun berkat kerja keras dan motivasi dari pihak-pihak langsung maupun tidak langsung yang memperlancar jalannya penyusunan makalah ini. Olehnya itu, secara mendalam kami ucapkan banyak terimah kasih atas bantuan dan motivasi yang diberikan sehingga Penyusun dapat menyelesaikan makalah ini.

Akhirnya dengan segala kerendahan hati kami menyadari bahwa makalah ini tidak sepenuhnya sempurna. Oleh karena kami dengan lapang menerima saran dan kritikan demi perbaikan kedepannya. Terima kasih.

Medan, 11 Desember 2014

Rafles Sinaga

21

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Junction Field Effect Transistor (JFET) adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, JFET digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, JFET digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa JFET juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponenkomponen lainnya. Pada masa kini JFET ada dalam setiap peralatan elektronika. Jika memahami dasar kerja transistor maka akan lebih mudah mempelajari cara kerja bebagai peralatan elektronika. JFET merupakan suatu komponen aktif yang dibuat dari bahan semikonduktor yang berfungsi sebagai penguat arus maupun tegangan, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya.

1.2 Tujuan Adapun tujuan dari pembahasan JFET adalah agar mahasiswa mengetahui lebih dalam tentang JFET, seperti: 1. Memahami defenisi Junction Field Effect Transistor 2. Memahami simbol dan struktur Junction Field Effect Transistor 3. Memahami simbol dan struktur Junction Field Effect Transistor 4. Memahami karakteristik Junction Field Effect Transistor 5. Memahami prinsip dan cara kerja Field Effect Transistor

22

1.3 Rumusan Masalah Dalam makalah ini membahas tentang: 1. Defenisi dan pegenalan JFET 2. Simbol dan struktur JFET 3. Karakteristik JFET 4. Prinsip dan kerja JFET 5. Soal soal tentang JFET

23

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Junction field-effect transistor ( JFET)

JFET (junction field effect transistor ) atau yang disebut juga dengan transistor efek medan persambungan merupakan salah satu jenis transistor unipolar yang pengoperasiannya dikendalikan oleh tegangan (voltage-controlled device), tentu hal tersebut sangat berbeda dengan sebuah transistor yangpengoperasiannya dikendalikan oleh arus listrik (current -controlled device).JFET adalah perangkat semikonduktor tiga terminal yang dapat digunakan sebagai saklar elektronik dikontrol , amplifier , atau resistor tegangan dikendalikan .

Tidak seperti transistor bipolar , JFET secara eksklusif tegangan - dikontrol dalam bahwa mereka tidak membutuhkan arus biasing . Muatan listrik mengalir melalui saluran semikonduktor antara sumber dan tiriskan terminal . Dengan menerapkan tegangan bias balik ke terminal gerbang , saluran tersebut " terjepit " , sehingga arus listrik terhambat atau dimatikan sama sekali . Sebuah JFET biasanya pada saat tidak ada perbedaan potensial antara gerbang dan sumber terminal . Jika perbedaan potensial dari polaritas yang tepat diterapkan antara gerbang dan sumber terminal , JFET akan lebih resistif terhadap aliran arus , yang berarti lebih sedikit saat ini akan mengalir dalam saluran antara sumber dan tiriskan terminal. Dengan demikian , JFET kadang-kadang disebut sebagai perangkat penipisan -mode .

JFET dapat memiliki tipe-n atau tipe-p channel . Dalam tipe-n , jika tegangan diterapkan ke pintu gerbang kurang dari yang diterapkan ke sumber , saat ini akan berkurang ( sama dalam tipe-p , jika tegangan diterapkan ke pintu gerbang lebih besar daripada diterapkan ke sumber ) . Sebuah JFET memiliki impedansi masukan yang besar ( kadang-kadang di urutan 1.010 ohm ) , yang berarti bahwa 24

ia memiliki efek yang dapat diabaikan pada komponen eksternal atau sirkuit terhubung ke gerbang .

2.2 Simbol dan Konstruksi Junction field-effect transistor ( JFET)

Simbol JFET (Junction Field Effect Transistor) Simbol JFET (junction field-effect transistor) untuk kanal-N dan kanal-P ditunjukkan pada gambar diatas. Dalam simbol tersebut, arah tanda panah pada gate merupakan arah arus pada persambungan seandainya diberi bias maju. Tetapi perlu diingat bahwa daerah kerja JFET adalah bila persambungan tersebut diberi bias mundur. Oleh karena itulah, maka arus gate IG adalah nol (sangat kecil) dan akibatnya resistansi input dari JFET adalah tinggi sekali (dalam orde puluhan mega ohm).

Konstruksi JFET (Junction Field Effect Transistor) Kanal N Konstruksi dasar komponen JFET (junction field-effect transistor) kanal-N adalah seperti pada gambar diatas. Terlihat bahwa sebagian besar strukturnya terbuat dari bahan tipe-N yang membentuk kanal. Bagian atas dari kanal dihubungkan ke terminal yang disebut Drain (D) dan bagian bawah dihubungkan ke terminal yang disebut 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).

2.3 Struktur Junction field-effect transistor ( JFET)

JFET adalah sebuah bahan semikonduktor yang cukup panjang, dikotori untuk mendapatkan muatan listrik positif (tipe-p) atau negatif (tipe-n) yang melimpah. Koneksi pada setiap ujung semikonduktor membentuk sumber dan cerat. Saluran gerbang mempunyai pengotoran yang berlawanan dengan kanal yang 25

mengelilinginya, jadi terbentuk pertemuan p-n pada antarmuka. Saluran yang menghubungkan keluar biasanya dibuat ohmik.

Gambar struktur transistor JFET kanal n dan kanal p. Kanal n dibuat dari bahan semikonduktor tipe n dan kanal p dibuat dari semikonduktor tipe p. Ujung atas dinamakan Drain dan ujung bawah dinamakan Source. Pada kedua sisi kiri dan kanan terdapat implant semikonduktor yang berbeda tipe. Terminal kedua sisi implant ini terhubung satu dengan lainnya secara internal dan dinamakan Gate.

Istilah field effect (efek medan listrik) sendiri berasal dari prinsip kerja transistor ini yang berkenaan dengan lapisan deplesi (depletion layer). Lapisan ini terbentuk antara semikonduktor tipe n dan tipe p, karena bergabungnya elektron dan hole di sekitar daerah perbatasan. Sama seperti medan listrik, lapisan deplesi ini bisa membesar atau mengecil tergantung dari tegangan antara gate dengan source. Pada gambar di atas, lapisan deplesi ditunjukkan dengan warna kuning di sisi kiri dan kanan.

JFET kanal-n

Untuk menjelaskan prinsip kerja transistor JFET lebih jauh akan ditinjau transistor JFET kanal-n. Drain dan Source transistor ini dibuat dengan semikonduktor tipe n dan Gate dengan tipe p. Gambar berikut menunjukkan bagaimana transistor ini di beri tegangan bias. Tegangan bias antara gate dan source adalah tegangan reverse bias atau disebut bias negatif. Tegangan bias negatif berarti tegangan gate lebih negatif terhadap source. Perlu catatan, Kedua gate terhubung satu dengan lainnya (tidak tampak dalam gambar).

26

Dari gambar di atas, elektron yang mengalir dari source menuju drain harus melewati lapisan deplesi. Di sini lapisan deplesi berfungsi semacan keran air. Banyaknya elektron yang mengalir dari source menuju drain tergantung dari ketebalan lapisan deplesi. Lapisan deplesi bisa menyempit, melebar atau membuka tergantung dari tegangan gate terhadap source.

Jika gate semakin negatif terhadap source, maka lapisan deplesi akan semakin menebal. Lapisan deplesi bisa saja menutup seluruh kanal transistor bahkan dapat menyentuh drain dan source. Ketika keadaan ini terjadi, tidak ada arus yang dapat mengalir atau sangat kecil sekali. Jadi jika tegangan gate semakin negatif terhadap source maka semakin kecil arus yang bisa melewati kanal drain dan source.

Jika misalnya tegangan gate dari nilai negatif perlahan-lahan dinaikkan sampai sama dengan tegangan Source. Ternyata lapisan deplesi mengecil hingga sampai suatu saat terdapat celah sempit. Arus electron mulai mengalir melalui celah sempit ini dan terjadilah konduksi Drain dan Source. Arus yang terjadi pada keadaan ini adalah arus maksimum yang dapat mengalir berapapun tegangan drain terhadap source. Hal ini karena celah lapisan deplesi sudah maksimum tidak bisa lebih lebar lagi.

Tegangan gate tidak bisa dinaikkan menjadi positif, karena kalau nilainya positif maka gate-source tidak lain hanya sebagai dioda. Karena tegangan bias yang negatif, maka arus gate yang disebut IG akan sangat kecil sekali. Dapat dimengerti resistansi input (input impedance) gate akan sangat besar. Impedansi input transistor FET umumnya bisa mencapai satuan MOhm. Sebuah transistor JFET diketahui arus gate 2 nA pada saat tegangan reverse gate 4 V, maka dari hukum Ohm dapat dihitung resistansi input transistor ini adalah : Rin = 4V/2nA = 2000 Mohm 27

Karena struktur yang sama, terminal drain dan source untuk aplikasi frekuensi rendah dapat dibolak balik. Namun biasanya tidak demikian untuk aplikasi frekuensi tinggi. Umumnya JFET untuk aplikasi frekuensi tinggi memperhitungkan kapasitansi bahan antara gate dengan drain dan juga antara gate dengan source. Dalam pembuatan JFET, umumnya ada perbedaan kapasitansi gate terhadap drain dan antara gate dengan source.

JFET kanal-p

Transistor JFET kanal-p memiliki prinsip yang sama dengan JFET kanal-n, hanya saja kanal yang digunakan adalah semikonduktor tipe p. Dengan demikian polaritas tegangan dan arah arus berlawanan jika dibandingkan dengan transistor JFET kanal-n. Simbol rangkaian untuk tipe p juga sama, hanya saja dengan arah panah yang berbeda.

2.4 Karakteristek Junction Field-Effect Transistor JFET Beberapa karakteristik JFET adalah sebagai berikut: -

Dibuat saluran tipis dari sumber (source) S ke saluran/pembuangan (drain)D.

-

Sekeliling saluran (channel) berupa sambungan p-n dengan panjar mundur pada daerah deplesi.

-

Lebar daerah deplesi akan bertambah jika tegangan sambungan dibuat lebih negatif.

-

Kemampuan saluran untuk menghantar (dalam hal ini saluran-n) tergantung lebarnya.

-

Lebar saluran dapat diubah-ubah dengan mengatur lebar daerah deplesi yaitu sepanjang sambungan panjar-mundur.

-

Lebar dari daerah deplesi atau kemampuan menghantar pada saluran dapat dikontrol dengan memberikan tegangan eksternal pada gerbang (gate) G.

28

Arus yang mengalir pada saluran adalah berupa pembawa muatan yang bergerak (mobile), yaitu dalam hal ini berupa elektron. Perhatikan bahwa tanda panah pada simbol selalu mengarah ke material tipe-n; dengan demikian dapat dibuat juga jenis saluran-p. Dengan > 0 DS v , 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 D i berharga positif.

Kurva Karakteristik Drain

Kurva karakteristik drain menyatakan besar arus drain (ID) yang terjadi terhadap tegangan drain-source (VDS). Kurva yang terjadi mirip dengan kurva kolektor dari transistor bipolar, hanya variabel pengendalinya yang berbeda yaitu tegangan gate. Pada saat tegangan gate 0V, jika VDD ditambah (VDS juga ikut bertambah), ID akan bertambah sebanding dengan pertambahan tegangan VDS. Pada daerah ini hanya resistansi channel yang berpengaruh. Besarnya resistansi saluran ini dapat diubah dengan memberi tegangan pada gate, sehingga JFET biasa disebut juga sebagai resistor terkendali tegangan. Setelah mencapai nilai tegangan tertentu pertambahan arus berhenti dan ID menjadi konstan meskipun tegangan VDS terus ditambah. Tegangan pada saat arus berhenti bertambah (titik B) dinamakan tegangan Pinch-Off (VP). Apabila tegangan ini ditambah terus maka pada suatu saat ID akan mulai bertambah dengan sangat cepat dengan sedikit pertambahan tegangan VDS. Keadaan ini dinamakan breakdown (dadal). Biasanya JFET beroperasi pada daerah arus tetap. Rangkaian untuk memperoleh karakteristik JFET ditunjukkan pada gambar 2.5 (a) sedangkan kurva karakteristik Drain ditunjukkan pada gambar 2.5 (b). Gambar 2.5 (a) Rangkaian bias untuk menggambar karakteristik JFET (b) Karakteristik arus Drain terhadap tegangan VDS.

29

Apabila gate diberi tegangan (bias balik/negatif), maka nilai konstan arus drain ID akan berkurang. Semakin negatif tegangan gate arus drain akan semakin berkurang, sehingga suatu saat akan tercapai harga tegangan dimana arus drain menjadi nol. Tegangan VGS yang menyebabkan arus drain menjadi nol disebut tegangan Cut-Off (VGS(off)). JFET harus dioperasikan pada daerah antara VGS = 0 dan VGS(off).

Pada JFET VGS(off) dan VP selalu sama besarnya, hanya tandanya yang berbeda. Dalam lembaran data biasanya hanya mencantumkan salah satu antara VGS(off) atau VP.

Contoh : JFET pada gambar 2.5 (a) memiliki VGS(off) = -4V dan IDSS = 12 mA. Tentukan nilai minimum dari tegangan VDD yang dapat menempatkan FET pada daerah arus konstan, jika RD = 560 Ω dan VGS = 0 !

Penyelesaian : Karena VGS(off) = -4 V, maka VP = 4V, yang merupakan juga nilai minimum dari VDS agar FET bekerja memiliki arus yang konstan. Dengan VGS = 0, maka arus konstannya adalah IDSS = 12 mA. Tegangan yang ada pada RD akan sama dengan VRD = (12mA)(560Ω) = 6,7 V Dengan demikian tegangan VDD harus sama dengan VDD = VDS + VRD = 4V + 6,7V = 10,7 V Nilai tegangan ini adalah nilai minimum VDD untuk membuat VDS = VP dan menempatkan FET pada daerah arus konstan.

30

Kurva Transkonduktansi JFET Karakteristik transkonduktansi JFET berhubungan langsung dengan karakteristik drain. Keduanya memiliki sumbu Y yang sama yaitu arus drain (ID), seperti ditunjukkan pada gambar 2.6. Kurva ini tidak berupa garis lurus, yang menyatakan bahwa hubungan antara arus keluaran dan tegangan masukan tidak linier. Jadi transkonduktansi adalah kurva yang menunjukkan perbandingan antara arus drain (ID) dengan tegangan gate-source (VGS).

Transkonduktansi adalah besaran AC, sehingga nilainya berbeda untuk setiap titik kurva, dan bisa dihitung dengan perubahan kecil pada arus drain (ID) dibagi dengan perubahan kecil pada tegangan gate-source (VGS)

Resistansi dan Kapasitansi Input

JFET beroperasi dengan tegangan bias balik pada gate-source, sehingga resistansi input pada gate sangat tinggi. Resistansi input yang tinggi ini merupakan keuntungan bagi JFET bila dibandingkan dengan transistor bipolar.

Lembaran data sering mencantumkan resistansi input JFET pada nilai arus balik gate yang ditentukan, IGSS pada tegangan gate-source tertentu, sehingga resistansi input dapat dihitung dengan persamaan di bawah ini. Sebagai contoh lembaran data JFET 2N5457 memberikan nilai maksimum dari VGS = -15V adalah IGSS = -1nA pada suhu 250C, maka resistansi inputnya adalah Sementara itu kapasitansi input JFET, Ciss, lebih besar daripada kapasitansi input pada transistor bipolar yang disebabkan oleh bias balik PN junction. Sebagai contoh untuk JFET 2N5457 memiliki Ciss maksimum 7 pF untuk VGS = 0 V.

31

2.5 Data Sheet JFET Seperti juga transistor bipolar maka komponen JFET juga memiliki lembaran data yang menunjukkan karakteristik dari komponen tersebut. lihat lah data sheet JFET 2N5457.

2.6 Metode Pembiasan JFET

Pembiasan sendiri (Self Biasing) Membias JFET relatif mudah. Untuk menetapkan reverse bias bagi gate, dapat dengan menggunakan cara pembiasan sendiri, seperti ditunjukkan pada gambar 2.7. Gate dibias 0V dengan resistor RG yang dihubungkan dengan ground. Meskipun akan terjadi arus bocor yang sangat kecil pada RG, akan tetapi dapat diasumsikan bahwa tidak ada arus pada RG sehingga tidak ada tegangan jatuh pada RG. Kegunaannya adalah untuk menetapkan agar tegangan gate 0V tanpa dipengaruhi oleh sinyal ac yang akan diumpankan nantinya.

Untuk mendapatkan tegangan negatif pada gate dapat dibuat dengan menerapkan tegangan positif pada source. Pada N-channel JFET dalam gambar 2.7, ID akan menghasilkan sebuah tegangan jatuh pada RS, sehingga terminal source menjadi positif terhadap ground. Karena VG = 0V dan VS = IDRS, maka tegangan gate-source adalah VGS = VG – VS = 0 – IDRS sehingga VGS = -IDRS

Hasil ini menunjukkan bahwa tegangan gate-source adalah negatif, sehingga merupakan reverse bias. Tegangan drain terhadap ground ditentukan sebagai berikut : VD = VDD - IDRD Karena VS = IDRS, maka tegangan drain-source adalah VDS = VD - VS VDS = VDD – ID (RD + RS) 32

Contoh : Tentukan tegangan VDS dan VGS pada gambar 2.8 jika diketahui nilai-nilai sebagai berikut : VDD=10V, RD=1KΩ, RG=10MΩ dan RS=220Ω, dan arus drain yang dihasilkan adalah 5mA!

Penyelesaian : VS = IDRS = (5mA)(220Ω) = 1,1 V. VD = VDD – IDRD = 10V – (5mA)(1KΩ) = 5 V. Sehingga VDS = VD – VS = 5V – 1,1V = 3,9 V. Dan VGS = VG – VS = 0 – 1,1V = -1,1V.

Kurva transkonduktansi bisa digunakan untuk menentukan berapa nilai resistansi untuk pembiasan sendiri (self biasing) RS. Misalnya kita memiliki JFET MPF 3821 yang memiliki kurva transkonduktansi seperti pada gambar 2.8. Gambar garis lurus mulai dari titik asal ke titik dimana VGS(off) = (-4V) dan dengan IDSS = 2,5 mA.

Kemiringan garis ini digunakan untuk menentukan nilai RS yaitu Nilai mutlak dari VGS yang digunakan dalam perhitungan. Hasilnya adalah nilai R = 1,6 K dengan toleransi 5% dapat digunakan. Atau kalau menggunakan resistansi dengan toleransi 10% bisa menggunakan 1,5K. Titik potong antara garis R dengan kurva transkonduktansi menghasilkan titik Q.

33

Contoh : Sebuah JFET 2n5457 memiliki spesifikasi sebagai berikut : IDSS(min) = 1 mA, IDSS(maks) = 5 mA, VGS(off)(min) = -0,5V dan VGS(off)(maks) = -6V. Tentukan resistansi untuk pembiasan sendiri bagi JFET ini !

Penyelesaian : Nilai-nilai resistansi yang mungkin untuk JFET ini adalah Pilihan yang bagus adalah 820 Ω yaitu nilai standar resistansi yang ada di antara kedua nilai ekstrim tersebut. Untuk membuktikannya, gambarkan resistansi ini pada kurva transkonduktansi sehingga diperoleh titik Q minimum dan maksimum. Dari gambar tersebut terlihat jelas bahwa resistansi 820 Ω adalah pilihan yang tepat, baik pada saat titik Q minimum maupun maksimum.

Contoh : JFET MPF3821 yang ditunjukkan pada gambar 2.10 (a) memiliki kurva transkonduktansi seperti gambar 2.10 (b). Dari kurva tersebut tentukan VS dan ID! Dari hasil ini tentukan nilai VDS !

Penyelesaian : Gambarkan garis yang menyatakan R = 2 K, dari titik 0 ke titik (-4V,2mA). Dari gambar tersebut (gambar 2.11 (a)) dapat dilihat bahwa VGS = -1,8V dan ID = 0,8mA. Karena VG = 0 dan VS=1,8V, maka VRD = ID.RD = (0,8mA)(2,7KΩ) = 2,16V. VD = VDD – VRD = 9V – 2,16V = 6,84V. VDS = VD – VS = 6,84V – 1,8V = 5,04V. Hasil perhitungan ini dapat digunakan untuk menggambar garis beban pada kurva drain (gambar 2.11 (b)).

34

2.7 Prinsip dan Cara Kerja Junction Field Effect Transistor (JFET)

Prinsip Kerja JFET Kanal N Pada saat semua terminal JFET Kanal N belum diberi tegangan bias dari luar, maka pada persambungan P dan N pada kedua gate JFET Kanal N terdapat daerah pengosongan. Hal ini terjadi sebagaimana pada pembahasan junction dioda. Pada daerah pengosongan JFET Kanal N tidak terdapat pembawa muatan bebas, sehingga tidak mendukung aliran arus sepanjang kanal. Apabila antara terminal D dan S JFET Kanal N diberi tegangan positip (VDS = positip) dan antara terminal G dan S diberi tegangan nol (VGS = 0), maka persambungan antara G dan D mendapat bias negatip, sehingga daerah pengosongan JFET Kanal N semakin lebar.

Sedangkan persambungan antara G dan S daerah pengosongannya tetap seperti semula saat tidak ada bias. Untuk membuat VGS = 0 adalah dengan cara menghubungkan terminal G dan terminal S pada JFET Kanal N . JFET Kanal N Dengan VGS = 0 Dan VDS >0

Prinsip Kerja JFET Kanal P Seperti Transisitor BJT, jenis Transistor JFET kanal n dan kanal p mempunyai struktur yang sama namun berbeda pada susunan semikonduktor p dan semikonduktor n nya, oleh karena itu Transistor JFET kanal-p memiliki prinsip yang sama dengan JFET kanal-n, hanya saja kanal yang digunakan adalah semikonduktor tipe p. Dengan demikian polaritas tegangan dan arah arus berlawanan jika dibandingkan dengan transistor JFET kanal-n. Simbol rangkaian untuk tipe p juga sama, hanya saja dengan arah panah yang berbeda. Daerah operasi JFET JFET mempunyai empat daerah operasi antara lain: ● Ohmic Region – Ketika VGS = 0 celah deplesi dari kanal sangat kecil, pada daerah ini karakteristik JFET mengikuti Hukum Ohm. 35

● Cut-off Region – Daerah ini juga dikenal dengan pinch-off region dimana tegangan Gaete,pada daerah ini JFET bersifat seperti rangkaian terbuka (open circuit) dimana kanal mencapai resistansi maksimum ● Saturation or Active Region – JFET menjadi konduktor yang dikontrol oleh tegangan Gate-Source, ( VGS ). ● Breakdown Region – Tegangan antara Drain dan Source, ( VDS ) sangat tinggi sehingga bisa menyebabkan transistor rusak dan menyebabkan arus maksimal yang tidak terkontrol.

36

BAB III PENUTUP

3.1 Saran Di dalam makalah ini di jelaskan dibahas secara secara rinci Junction Field EffectTransistor , untuk itu makalah ini diharapkan dapat membantu memahami tentang Junction Field Effect Transistor dalam pembelajaran Elektronika Dasar. Penulis menyadari,makalah ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun.

3.2 Kesimpulan Kesimpulan dari makalah ini adalah : -

JFET dibagi menjadi N-Channel dan P-Channel.

-

JFET memiliki tiga terminal yaitu drain, gate dan source yang ekivalen dengan kolektor, basis dan emitor pada transistor.

-

JFET memiliki resistansi input yang sangat tinggi sesuai dengan tegangan balik pada gate – source.

-

JFET adalah komponen yang bersifat normally on. Arus drain dikendalikan dengan tegangan bias pada gate-source.

-

Kurva karakteristik drain untuk JFET dibagi dalam daerah ohm dan daerah arus konstan.

-

Kurva transkonduktansi JFET digambarkan arus drain sebagai fungsi terhadap tegangan negatif gate-source.

-

Rangkaian pembiasan JFET adalah self bias, voltage-divider bias dan current source bias.

37

DAFTAR PUSTAKA

Albert Paul Malvino, M. Barmawi, M.O. Tjia, 1986, Prinsip-Prinsip Elektronika, Jilid 1, Edisi ketiga, Erlangga, Jakarta. Michael Tooley, Irzam Harmein, 2003, Rangkaian Elektronik Prinsip dan Aplikasi, edisi kedua, Erlangga, Jakarta. Robert T. Paynter, 2006, Introductory Electronic Devices and Circuits Conventional Current Flow, seventh edition, Prenhall Inc. New Jersey USA. Thomas Floyd, David Buchla, 2002, Fundamentals of Analog Circuits, second edition,

38