Pengertian Field Effect Transistor (FET) dan Jenis-jenisnya

Pengertian field effect transistor (FET) adalah komponen aktif yang menggunakan medan listrik untuk beroperasi. FET, atau transistor efek medan, diciptakan oleh Julius Edgar Lilienfeld pada tahun 1926 dan Oscar Hell pada tahun 1934.

Komponen elektronika ini mampu mengendalikan konduktivitasnya. Dalam bahasa Indonesia, FET disebut sebagai transistor efek medan karena pengoperasiannya bergantung pada medan listrik yang ada di input gate-nya.

FET termasuk dalam keluarga transistor dan memiliki tiga terminal kaki, yaitu Gate (G), Drain (D), dan Source (S). Tidak seperti transistor biasa yang menghantar arus ketika diberi arus basis, FET akan menghantar ketika memperoleh tegangan. Ketiga terminal ini memiliki fungsi yang berbeda. Kanal N terbuat dari semikonduktor tipe N, sedangkan kanal P terbuat dari semikonduktor tipe P. Bagian atas transistor disebut drain, dan bagian bawah disebut source.

Di sisi kiri dan kanan terdapat implant semikonduktor dengan tipe yang berbeda. Terminal kedua sisi ini terhubung secara internal dan dikenal dengan nama gate. Semua ini tercakup dalam pengertian field effect transistor.

Pengertian Field Effect Transistor (FET)

Transistor efek medan (FET) adalah jenis transistor yang memerlukan medan listrik untuk mengendalikan konduktivitasnya.

FET memiliki fungsi yang mirip dengan transistor bipolar pada umumnya, namun perbedaannya terletak pada pengendalian arus output. Arus output dalam FET dikendalikan oleh tegangan input FET, sedangkan arus output (IC) pada transistor bipolar dikendalikan oleh arus input (IB).

Perbedaan mencolok antara transistor bipolar (NPN & PNP) dan FET adalah pada cara pengendaliannya; transistor bipolar menggunakan arus, sedangkan FET menggunakan tegangan.

FET juga dikenal sebagai transistor unipolar atau transistor satu katup karena kinerjanya bergantung pada satu jenis pembawa muatan saja. Pembawa muatan ini bisa berupa elektron atau hole, sedangkan pada transistor bipolar terdapat dua jenis pembawa muatan, yaitu elektron (negatif) dan hole (positif).

FET bekerja berdasarkan prinsip yang berkaitan dengan lapisan deplesi (depletion layer). Lapisan ini terbentuk di antara semikonduktor tipe N dan tipe P akibat penggabungan elektron dan hole di area perbatasan. Lapisan deplesi ini berfungsi seperti medan listrik yang dapat membesar dan mengecil tergantung pada tegangan antara gate dan source.

Jenis Field Effect Transistor

Transistor yang bekerja berdasarkan efek medan listrik yang dihasilkan oleh tegangan yang diberikan pada kedua ujung terminalnya disebut field effect transistor (FET).

FET dikategorikan dalam beberapa jenis, namun secara umum FET terdiri dari dua jenis utama, yaitu JFET (Junction Field Effect Transistor) dan MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).

Berikut penjelasan lengkap mengenai jenis-jenis transistor efek medan yang dapat Anda simak di bawah ini.

1. Junction Field Effect Transistor (JFET)

Jenis FET yang pertama adalah Junction FET (JFET), yang prinsip kerjanya mirip dengan kran air yang mengatur aliran air dalam pipa.

Elektron atau hole akan mengalir dari terminal source ke terminal drain. Arus di output, yaitu Arus Drain (ID), nantinya sama dengan Arus Input, yaitu Arus Source (IS)

Prinsip kerja JFET seperti kinerja pipa air di rumah dengan asumsi tidak ada kebocoran sedikit pun.

Besar arus listrik tergantung pada tinggi rendahnya tegangan yang diberikan pada terminal gerbang (Gate).

Fluktuasi tegangan pada terminal gate menyebabkan perubahan pada arus listrik yang melalui saluran IS atau ID.

Fluktuasi kecil dalam aliran arus pembawa muatan melalui JFET dapat menyebabkan perubahan yang cukup besar.

Proses ini akan menghasilkan tegangan penguat pada sebuah rangkaian elektronika. Junction FET (JFET) hadir dengan dua tipe bahan yang digunakan pada saluran kanalnya.

• JFET Kanal-N

Tipe pertama yang dimiliki transistor JFET adalah JFET kanal N. Kanal atau saluran pada jenis ini terbentuk dari bahan semikonduktor tipe N.

Pada satu ujungnya terdapat source, dan di ujung lainnya terdapat drain. Elektron adalah mayoritas pembawa muatan pada JFET jenis kanal N. Gate pada tipe ini terdiri dari bahan semikonduktor tipe P.

Bagian lain yang terbuat dari semikonduktor tipe P adalah bagian yang disebut substrate. Bagian ini membentuk batas di sisi saluran yang berlawanan dengan gate.

Tegangan yang diberikan pada terminal menghasilkan medan listrik yang mempengaruhi aliran pembawa muatan melalui saluran gate.

Jika tegangan gate (VG) semakin negatif, salurannya akan semakin sempit, yang akhirnya mengakibatkan arus output (ID) semakin kecil.

• JFET Kanal-P

Saluran pada JFET kanal P terbuat dari semikonduktor tipe P. Substratenya terbuat dari bahan semikonduktor tipe N, bagian gate adalah bahan semikonduktor tipe N, dan mayoritas pembawa muatannya adalah hole.

Dalam JFET kanal P, semakin positif tegangan gate (VG), semakin sempit salurannya, sehingga menyebabkan arus output (ID) semakin kecil.

Untuk mengetahui jenis JFET antara tipe P dan tipe N, dapat dilihat dari simbolnya. Pada JFET tipe N, anak panah pada simbol menghadap ke dalam, sedangkan pada JFET tipe P, anak panah pada simbol menghadap ke luar.

2. Metal Oxide Semiconduction Field Effect Transistor (MOSFET)

Saluran pada MOSFET, seperti halnya JFET, terbuat dari semikonduktor tipe N dan tipe P. Terminal atau gerbangnya berupa sepotong logam yang permukaannya dioksidasi.

Lapisan oksidasi ini berfungsi menghambat hubungan listrik antara terminal gerbang dengan salurannya.

MOSFET juga dikenal sebagai Insulated-Gate FET (IGFET). Lapisan oksidasi berperan sebagai dielektrik sehingga pada dasarnya tidak terjadi aliran arus antara saluran dan gate.

Dengan demikian, impedansi input pada MOSFET menjadi lebih tinggi dibandingkan dengan JFET.

Pada beberapa jenis MOSFET, impedansi input mampu mencapai triliunan ohm (10¹² ohm). MOSFET dalam bahasa Indonesia disebut transistor efek medan semikonduktor logam-oksida.

Namun, MOSFET memiliki kelemahan yaitu lapisan oksidasinya mudah rusak akibat pembuangan elektrostatik (Electrostatic Discharge).

Ada dua jenis MOSFET, yaitu tipe N dan tipe P. MOSFET tipe N disebut juga NMOSFET atau nMOS, sedangkan MOSFET tipe P disebut PMOSFET atau pMOS.

• MOSFET tipe N

MOSFET tipe N juga dikenal sebagai NMOSFET atau nMOS. Berikut adalah bentuk struktur dan simbol dari MOSFET tipe N.

• MOSFET tipe P

MOSFET tipe P juga dikenal sebagai PMOSFET atau pMOS. Berikut adalah bentuk struktur dan simbol dari MOSFET tipe P.

Perbedaan JFET dan MOSFET

Perbedaan utama antara JFET dan MOSFET adalah:

• JFET hanya beroperasi dalam mode deplesi, sementara MOSFET dapat beroperasi dalam mode deplesi dan peningkatan.
• JFET biasanya dalam kondisi ON dan berubah menjadi OFF ketika gate negatif ke tegangan sumber. Sebaliknya, MOSFET dalam kondisi OFF normal dan menjadi ON ketika tegangan gate yang diterapkan memenuhi persyaratan.
• Karena arus bocor yang kecil, impedansi input MOSFET jauh lebih tinggi daripada JFET.
• Dalam hal kecepatan operasional, JFET lebih lambat dan memiliki ketahanan pengurasan yang tinggi dibandingkan dengan MOSFET.
• Kurva karakteristik JFET lebih datar daripada MOSFET.

Kelebihan dan Kekurangan Field Effect Transistor

FET memiliki beberapa kelebihan dan kelemahan dibandingkan dengan transistor bipolar. Kelebihan utama FET termasuk kemampuannya untuk bekerja dengan baik dalam rangkaian elektronika yang memiliki sinyal rendah, seperti pada perangkat komunikasi dan penerima. FET juga sering digunakan dalam rangkaian yang memerlukan impedansi tinggi.

Keunggulan lainnya adalah bahwa FET umumnya lebih diandalkan dalam berbagai aplikasi atau rangkaian elektronika. Kinerjanya memungkinkan penggunaan dalam penguat daya tinggi, seperti pada perangkat komunikasi berdaya tinggi, pemancar, dan sejenisnya.

Kesimpulan

Artikel ini membahas Pengertian Field Effect Transistor (FET) dan Jenis-jenisnya.

Dalam artikel ini, kita telah mempelajari pengertian Field Effect Transistor (FET) dan berbagai jenisnya. FET merupakan komponen penting dalam dunia elektronika, berperan kunci dalam berbagai aplikasi seperti perangkat komunikasi dan penerima.

Dengan memahami karakteristik dan perbedaan antara jenis-jenis FET, kita dapat lebih memahami peran komponen ini dalam berbagai rangkaian elektronika.

Semoga informasi ini bermanfaat untuk memperluas pengetahuan kita tentang FET dan aplikasinya dalam teknologi modern.

Terima kasih atas kunjungannya.