Cara Kerja Mosfet Sebagai Saklar

Cara kerja Mosfet sebagai saklar mirip dengan transistor bipolar biasa yaitu dengan mengkondisikan Mosfet dalam keadaan Cut Off dan Saturasi. Kedua macam kondisi Mosfet yang berbeda ini menjadikan Mosfet seperti sebuah saklar biasa yang dapat beralih dari keadaan terbuka (On) menjadi tertutup (Off).

Pada materi sebelumnya kita telah mengenal Mosfet type N Channel yang beroperasi menggunakan tegangan bias positif pada gate-nya dan mempunyai impedansi masukan yang sangat tinggi. Dengan impedansi yang tinggi ini menjadikan Mosfet dapat beroperasi dengan berbagai macam sirkuit elektronika.

Karakteristik Kerja Mosfet

Agar dapat berfungsi sebagai saklar, Mosfet harus bisa dikondisikan dalam dua operasi kerja yang berbeda : kondisi saturasi dan kondisi Cut Off. Kedua kondisi ini menjadikan Mosfet layaknya sebuah saklar mekanis biasa yang dapat menyambung - putuskan aliran arus listrik yang melewatinya.

Ketika berada dalam dua kondisi berbeda tersebut, Mosfet akan mempunyai karakter yang berbeda pula. Perbedaan karakteristik dari Mosfet tersebut terjadi karena pengendalian terhadap pemberian bias tegangan pada terminal gate.

Kondisi Cut Off

Pada kondisi ini tegangan bias input gate  Vin adalah 0, sehingga arus pada drain Id juga 0 karena tidak terjadi aliran arus pada Mosfet. Demikian juga tegangan pada drain Vds akan sama dengan tegangan sumber Vdd. Kondisi ini akan membuat Mosfet menjadi Off atau tidak bekerja mengalirkan arus dari darin meniju source.

 Karakteristik Mosfet saat berada dalam kondisi Cut Off :

• Tegangan input Vin = 0
• Input terhubung ke graound
• Tegangan bias Vgs < V_ambang
• Kondisi kerja Mosfet Cut Off
• Arus drain Id = 0
• Tegangan output sama dengan tegangan sumber Vout = Vdd
• Beroperasi seperti saklar terbuka / tidak terhubung

Kita bisa mengkondisikan Mosfet seperti saklar terbuka (Off) dengan dengan cara memberikan tegangan bias gate kurang dari tegangan ambang Mosfet. Sehingga besar arus drain adalah nol (0) karena Mosfet tidak beroperasi / mati. 

Kondisi Saturasi

Kebalikan dari kondisi Cut Off, pada kondisi saurasi kita akan menjadikan Mosfet bekerja secara penuh seperti saklar dalam keadaan tertutup. Kondisi ini dapat dicapai dengan memberikan tegangan bias gate Vin sehingga tegangan Vgs > Vambang . Pada keadaan ini maka tegangan Vds = 0 dan arus drain Id = max.

Karakteristik Mosfet saat berada dalam keadaan Saturasi :

•  Input terhubung ke sumber tegangan
• Tegangan input Vin > Vambang
• Arus pada drain mengalir maksimum Id = max
• Mosfet dalam kondisi On
• Tegangan Vds = 0
• Mosfet seperti saklar tertutup

Dengan mengatur tegangan bias pada gate Mosfet, kita bisa menjadikannya berada dalam dua kondisi yang berbeda dengan karakteristik yang berbeda juga. Saat berada dalam kondisi Cut Off, besar hambatan pada saluran konduktif drain-source sangat tinggi hingga mencapai ribuan KOhm. Sehingga akan sulit untuk dilewati arus listrik.

Sebaliknya ketika berada dalam kondisi On (Saturasi) secara penuh, saluran konduktif drain-source mempunyai hambatan listrik yang sangat kecil kurang dari 1 Ohm. Dengan hambatan yang kecil ini mengakibatkan arus mudah melewati Mosfet.

Saat digunakan sebagai saklar, kita bisa mengendalikan Mosfet agar lebih cepat atau lebih lambat ON. Kita juga bisa menentukan besar aliran arus yang bisa mengalir pada terminal drain menuju source. Dengan karakteristik ini, Mosfet akan lebih efisien untuk menggantikan saklar mekanis biasa apalagi yang membutuhkan proses switching sangat cepat.

Berbagi :