Jenis Dan Karakteristik MOSFET

Mosfet merupakan salah satu jenis dari transistor JFET yang mempunyai terminal gate terisolasi secara elektrik dari saluran konduktif drain dan source. Mosfet atau Metal Oxyde Semiconductor Field Effect Transistor merupakan jenis transistor efek medan yang paling umum digunakan selain transistor biasa baik sebagai penguat maupun saklar.

Sama seperti jenis transistor efek medan lainnya (JFET), pengendalian aliran arus yang melewati Mosfet dilakukan oleh terminal gate. Perbedaan Mosfet dengan jenis FET lainnya adalah pengisolasian gate terhadap saluran arus listrik. Jenis isolasi tipis yang digunakan umumnya berupa Silikon dioksida. Lapisan isolasi tipis pada gate ini seperti penyekat dieletrika pada kapasitor. Sehingga menghasilkan resistensi yang sangat tinggi.

0 Karena terminal gate terisolasi secara dielektrika dengan saluran arus listrik, maka tidak akan ada arus yang mengalir baik dari drain maupun source ke terminal gate. Meskipun tidak ada hubungan secara langsung dengan kedua terminal lainnya, terminal gate tetap bisa mengendalikan laju aliran arus yang melewatinya menggunakan efek medan listrik yang muncul saat diterapkan tegangan bias yang cukup.

Jenis Dan Karakteristik Mosfet

Transistor jenis Mosfet terdiri dari dua jenis yang berbeda :

• Jenis Deplesi, membutuhkan tegangan pada gate untuk membuat Mosfet berada dalam kondisi Off (mati)
• Jenis Enhancement , membutuhkan tegangan pada gate untuk membuat Mosfet berada dalam kondisi On

Gambar diatas menunjukkan simbol Mosfet dengan beberapa jenisnya. Pada simbol tertsebut ditunjukkan terminal tambahan yang disebut dengan subtrate yang terhubung dengan ke ground / bumi. Terminal ini terhubung ke saluran semikonduktif melalui persimpang ke badan Mosfet.

Biasanya kondisi hubungan subtrate ini berada di dalam konstruksi Mosfet sehingga tidak terlihat. karena itu simbol terminal subtrate ini sering tidak lagi digambarkan karena sudah tertanam di dalam badan Mosfet.

Bentuk garis pada tengah lingkaran yang menghubungkan drain dengan source menunjukkan jenis Mosfet. Garis yang menghubungkan drain dengan source yang tidak terputus menandakan Mosfet jenis Deplesi. Sedangkan garis tengah yang putus putus menunjukkan Mosfet jenis Enhancement.

Jenis Deplesi

Jenis Deplesi merupakan jenis dari Mosfet yang kurang banyak digunakan pada rangkaian elektronika. Karena pada jenis ini, Mosfet sudah berada dalam keadaan ON meskipun belum diberikan tegangan pada terminal gate-nya. Sehingga saat dalam keadaan Vgs = 0 komponen aktif ini sudah dalam keadaan seperti saklar tertutup, artinya sudah dapat mengalirkan arus dari drain ke source.

Mosfet jenis Deplesi dengan type N-Channel membutuhkan tegangan Vgs negatif agar dapat beroperasi dari ON menjadi Off. Pemberian tegangan bias negatif pada terminal gate ini menghasilkan pengurangan elektron di dalam saluran konduktoif semikonduktornya sehingga Mosfet berada dalam keadaan Off.

Sedangkan Mosfet jenis Deplesi dengan type P Channel membutuhkan tegangan bias Vgs positif untuk merubah kondisi dari ON menjadi Off. Pemberian arus positif pada gate ini mengakibatkan pengurangan lubang pada saluran konduktif Mosfet sehingga Mosfet beralih ke kondisi Off.

Dengan kata lain kita dapat mengatakan bahawa Mosfet jenis Deplesi N Channel dengan memberikan tegangan Vgs positif akan menghasilkan kelebihan elektron sehingga lebih banyak arus. Sedangkan pada Mosfet jenis Deplesi P Channel dengan menerapkan tegangan Vgs negatif akan menghasilkan lebih sedikit elektron dan arus listrik.

Jenis Enhancement

Mosfet jenis Enhancement lebih banyak digunakan pada berbagai macam rangkaian elektronika. Jenis Mosfet ini merupakan bentuk kebalikan dari jenis Deplesi. Pada jenis ini saluran konduktif semikonduktor drain - source tidak mengalami proses doping, sehingga menghasilkan resistensi yang sangat tinggi bahkan cenderung bersifat isolator. Dengan begitu, saat tidak diberikan tegangan bias pada gate-nya, maka Mosfet jenis Enhancement tidak menghantarkan arus listrik karena bersifat isolator. Hal ini dapat disamakan seperti sebuah saklar dalam keadaan terbuka (Off).

Jenis Mosfet Enhancement type N hanya dapat berubah dari kondisi Off menjadi On ketika diberikan tegangan bias Vgs pada terminal gate-nya. Tegangan  bias gate ini harus lebih besar dari tegangan ambang batas Vth dari Mosfet sehingga dapat berubah kondisi menjadi konduktor. Perubahan Mosfet menjadi On ini memungkinkan Mosfet mampu mengalirkan arus dari drain ke source.

Penerapan tegangan bias positif pada terminal gate Mosfet N Channel akan mengakibatkan penarikan lebih banyak elektron untuk berkumpul di sekitar gate. Kondisi ini membuat saluran arus menjadi lebih lebar sehingga mampu dilewati oleh arus listrik karena resistensi saluran menjadi lebih rendah. Hal ini menghasilkan peningkatan aliran arus drain Id yang melewati saluran.

Dapat dikatakan, penerapan tegangan positif pada gate akan membuat Mosfet menjadi On seperti saklar tertutup sehingga arus dapat mengalir melewatinya. Sebaliknya, penerapan tegangan negatif akan menyebabkan Mosfet dalam kondisi Off sehingga tidak akan terjadi aliran arus pada Mosfet.

Pada Mosfet jenis Enhancement dengan type P Channel, terjadi proses pemberian tegangan kebalikan dari type N Channel. Dimana pemberian bias positif pada gate akan membuat Mosfet menjadi Off. Sedangkan pemberian bias negatif pada gate akan membuat Mosfet berada dalam kondisi On.

Penggunaan Mosfet Enhancement dengan type N Channel lebih banyak digunakan untuk sirkuit elektronika. Jadi biasanya Mosfet yang kita temui di pasaran merupakan jenis N Channel.

Mosfet Sebagai Penguat

 Sama seperti transistor bipolar dan JFET, Mosfet pun dapat digunakan sebagai penguat. Misalnya adalah rangakain penguat Mosfet dengan sistem kelas A yang menggunakan Mosfet type N. Impedansi rangkaian penguat dengan Mosfet memiliki resistensi yang jauh lebih tinggi bila dibandingkan dengan jenis JFET.

Impedansi penguat dengan Mosfet yang  cukup tinggi ini dihasilkan oleh sirkuit bias R1 dan R2 yang mensupplai tegangan gate. Sirkuit penguat Mosfet ini termasuk k edalam jenis inverse karena tegangan output pada drain merupakan kebalikan dari tagngan gate. Artinya ketika tegangan gate rendah, maka tegangan drain akan tinggi. Demikian sebaliknya ketika tegangan gate dinaikan , maka tegangan pada drain akan menurun.

Saat digunakan sebagai penguat, Mosfet selalu dibuatdalam kondisi aktif. Dimana tegangan biasa gate  Vgs lebih esar dari tegangan ambang. Sementara tegangan drain Vds lebih kecil dari tegangan gate Vgs.

Selain digunakan sebagai penguat, Mosfet juga banyak digunakan sebagai saklar seperti transistor. Pada materi berikutnya, kita akan membahas tentang Mosfet yang digunakan sebagai saklar elektronika. 

Berbagi :