< Previous 197 RDRSRGVS+_ID0V 0,5 IDSSUGS(off)UGS(off) 4QIDSSID0UGS Gambar 2.139. Bias sendiri. (a) Rangkaian. (b) Titik Q tipikal Misal kita mensubstitusi sebuah JFET dengan yang mempunyai harga gmo dua kali harga gmo JFET tersebut. Maka, arus cerat dalam Gambar 4-a akan mencoba menjadi duakali . Tetapi karena arus cerat ini mengalir melalui RS, tegangan gerbang - sumber UGS menjadi lebih negatif dan mengurangi arus cerat yang tadinya bertambah . Dalam Gambar 4-b tegangan gerbang sama dengan seperempat UGS(off) menghasilkan arus cerat sebesar setengah IDSS (pendekatan). Dengan mensubstitusikan besaran tersebut ke dalam Persamaan 10 dan mencari harga RS kita dapatkan R = -U2ISGS(off)DSS ( 11 ) Dengan Persamaan ( 6 ), kita dapat menyederhanakan persamaan tersebut menjadi persamaan yang berguna : ()RgSmo 1 bias titik tengah≅ ( 12 ) Jika harga gmo dari suatu JFET diketahui, ambil harga kebalikannya, maka kita dapatkan resistansi sumber yang menset arus cerat sama dengan setengah IDSS . Karena gmo selalu diberikan dengan teliti dalam lembar data, Persamaan ( 12 ) memberikan cara yang cepat untuk menset bias sendiri pada titik tengah dari arus cerat . GRAFIK BIAS SENDIRI Dengan persamaan-persamaan ( 2 ),( 6 ) dan ( 10 ), kita dapat menurunkan hubungan antara arus cerat, transkonduktansi dan resistor bias sumber. Gambar 5 meringkas hubungan ini . Grafik ini berlaku untuk semua JFET . Grafik tersebut akan membantu kita menentukan titik Q dari rangkaian terbias sendiri . Contoh-contoh berikut menunjukkan caranya . 198 CONTOH 4 Sebuah rangkaian terbias sendiri menggunakan JFET dengan IDSSmA, RS = 100 Ω, dan gmo = 3000 µS . Berapa besarnya arus cerat ? 1,00,90,80,70,60,50,40,30,20,10,10,20,30,50,712345710IIRgm0SDDSS Gambar 2.140 rangkaian terbias sendiri menggunakan JFET dengan IDSS = 10 mA, RS = 100 Ω Contohnya , jika suatu perubahan dalam tegangan cerat sebesar 100 mV menghasilkan suatu perubahan sebesar 0,7 mA dalam daerah ohmik r = 100 mV0,7 mA = 142 ds(on)Ω Contoh Sebuah JFET mempunyai IDSS = 10 mA dan gmo = 4000 µS . Hitung UGS(off), juga hitung untuk gm pada titik tengah bias . PENYELESAIAN Dengan Persamaan ( 6 ) U = 2Ig = 20,010,004 = -5 VGS(off)DSSmo× Sekarang gunakan persamaan ( 5 ) untuk mendapatakan g = g 1 - UU = 0,004 1 - 1,255 3000 SmmoGSGS(off)=µ 199 2.2.8.3. KONFIGURASI-KONFIGURASI RANGKAIAN JFET A. Rangkaian JFET seperti yang dikemukakan dalam gambar 1 disebut rangkaian Tunggal Sumber (Common Source). Dalam konfigurasi ini sinyal masukan (Ui) dimasukkan antara Gate dan Source, sedangkan beban dipasang antara Drain dan Source. Jadi skema prinsipnya seperti gambar 2. Dalam rangkaian ini perlawanan masukan adalah takterhingga dan sinyal keluaran berselisih phasa 180o terhadap sinyal masukan ( terjadi putaran phasa 180o ) Konfigurasi ini adalah yang paling banyak diterapkan ; dapat ditandingkan dengan rangkaian tunggal emitor. +12VRD15KR12,2MRdEC1RG22MR21,2MRS33KC2C3Ui Gambar 2.141 Menaikkan Perlawanan Masukan dengan menambahkan RC UiUoERdGSSDRBb Gambar 2.142. Rangkaian Tunggal Sumber (Common Source) B. Rangkaian Tunggal Pintu (Common Gate Configuration) Rangkaian tunggal pintu (Common Gate Configuration) seperti terlihat pada gambar 3. Dalam konfigurasi ini pengemudian dilakukan pada sumber (Source), dan sinyal keluaran disadap dari Drain. Tidak terjadi perbedaan phasa (putaran phasa). Perlawanan masukan rendah, sebab sumber sinyal mengeluarkan arus kedalam sirkuit masukan. Dapat 200 ditandingkan dengan rangkaian Tunggal Basis. Rangkaian ini jarang diterapkan. UiUoERdGSDRBbG Gambar 2.143. Rangkaian Tunggal Pintu (Common Gate) C. Rangkaian Tunggal Cerat (Common Drain Configuration) Rangkaian Tunggal Cerat (Common Drain Configuration) seperti terlihat pada gambar 4. Dalam rangkaian ini pengemudian dilakukan pada pintu (Gate), sedangkan keluaran disadap dari sumber(Source). Tegangan sinyal keluaran adalah kecil dari tegangan sinyal masukan. Tidak terjadi perbedaan phasa (putaran phasa) antara sinyal masukan dengan keluaran, karena itu rangkaian juga disebut Pengikut Sumber (Source Follower).Perlawanan keluarannya rendah. Dapat ditandingkan dengan Pengikut Emitor. UiUoERdGSDRBbDD Gambar 2.144. Rangkaian Tunggal Cerat (Common Drain) 201 2.2.8.4. FET SEBAGAI PENGUAT Penguat SINYAL ANALOG Karena level daya yang relatif kecil dan sangat tingginya tahanan masukan maka FET itu sendiri mempunyai sifat khusus untuk TINGKAT MASUKAN (PENGUAT DEPAN) atau PENGUAT AKHIR PENGUAT ARUS SEARAH, PENGUAT DIFFERENSIAL UARDRDT1T2A1A2UE2UE1+UQ-UQ Gambar 2.145 Penguat Differensial Yaitu : UA = VDM (UE1 - U); VDM ≈ S RDZ T1 dan T2 PASANGAN SELEKSI (TRANSISTOR YANG IDENTIK) Potensial source terletak pada UGS DIATAS TEGANGAN PULSA SEARAH. (UE1 = UEZ) 2.2.8.5. FET SEBAGAI SAKLAR DAN MULTIVIBRATOR DSG Gambar 2.146 FET sebagai saklar 202 Sifat-sifat fisis statik sesuai dengan saklar mekanik dalam pendekatan barang (lebih baik sebagai transistor bipolar) Saklar on FET menghantarkan, TAHANAN KECIL antara drain dan source yang tergantung pada UGS. Saklar off FET menutup, TAHANAN LEBIH BESAR antara drain dan source yang tergantung pada UGS (UGS ≤ Up) Karakteristik saklar (penghubung) : FET - Kanal –IIIIIDKarakteristik HantarKarakteristik LawanKwadran I :Polaritas NormalKwadran III :Polaritas Inversi UEUA+UAT-UQUS Gambar 2.147 Saklar analog dengan J - FET 203 MULTIVIBRATOR ASTABIL DENGAN PENUTUPAN MOSFET RDRDR1R1CC+UQ0 Gambar 2.148 Multivibrator astabil dengan penutupan Mosfet MACAM-MACAM MOSFET Untuk mempelajari sifat -sifat dasar Mosfet kita harus mengenal macam-macam Mosfet yang di bedakan menjadi 2 jenis yaitu : 1. Type Depletion Mosfet ( D Mosfet ). 2. Type Enhancement Mosfet ( E Mosfet ). Kedua jenis Mosfet tersebut dibedakan berdasarkan cara pemberian lapisan Substratenya . Pada Depletion Mosfet lapisan Substrate di pasang dalam kanal tidak menyentuh oksida logam ( Si 02 ) sehingga ada sisa kanal yang sempit . Pada jenis kedua Enhancement Mosfet , lapisan Substrate di pasang pada kanal langsung menembus lapisan oksida logam ( Si 02 ) sehingga kanal tertutup sedang antara Drain dan Source terpisah oleh Substrate . Bahan yang digunakan sebagai kanal dan Substrate sama-sama Semikonduktor tapi type berlawanan . 2.2.8.6. BIAS MOSFET Untuk mengoperasikan hidup (on) dan mati (off) dari sebuah Mosfet di perlukan Bias Tegangan pada Gate dan Source ( UGS ) dan tegangan catu antara Drain dan Source ( UDD ) Bias UGS di bedakan menjadi 2 macam 1. Bias peningkatan ( Enhancement ) Mosfet ⇒ UGS + ( Positif ) 2. Bias pengosongan ( Depletion ) Mosfet ⇒ UGS - ( negatif ) 204 Perhatikan gambar berikut , menjelaskan cara memberi bias pada Mosfet Gambar 2.149 Memberi bias pada Mosfet 2.2.8.7. D-MOSFET Gambar 2.150 D Mosfet dengan Depletion Mode 205 D Mosfet Type N Gambar 2.151 D Mosfet dengan Enhancement Mode CARA KERJA D MOSFET D Mosfet dapat dioperasikan dengan memberi Bias pada gatenya yaitu : 1. Bias Depletion ( UGS Negatif ) 2. Bias Enhancement Mode ( UGS Positif ) 1. D Mosfet dengan Depletion Mode Tegangan Catu Drain dan Source ( UDS akan menyebabkan arus mengalir dari Drain ke Source ( ID ) melalui kanal yang sempit tersebut . Tegangan UGG yang mencatu Gate dan Source ( UGS ) akan mengontrol lebar sempitnya kanal . Bila kanal lebar jumlah elektron yang melewati kanal dari Source ke Drain semakin banyak dan arus listrik ID besar . Dan sebaliknya bila kanal makin sempit jumlah elektron yang melewati akan sedikit dan arus listrik ID semakin kecil .Jadi besar kecilnya arus Drain (ID) akan di kendalikan oleh tegangan Gate dan Source ( UGS ) . Jika tegangan UGS makin negatif ( mencapai UGS off ) maka arus ID semakin kecil ≈ 0 .Bila tegangan UGS ≈ 0 ( Gate Source hubung singkat ) arus Drain ID makin besar . Tegangan UGS yang menyebabkan ID≈ 0 di sebut tegangan UGS cut off atau ( UGS off ) Untuk D Mosfet negatif . 206 2. D Mosfet dengan Enhancement Mode Seperti penjelasan di atas , hanya Gate di beri tegangan positif ( + UGS ) . Bila Gate makin positif terhadap Source maka daya hantar kanal Mosfet akan semakin besar . Hal ini menyebabkan arus Drain yang menuju Source ( ID ) mencapai maksimum . Karena D Mosfet mempunyai arus saat UGS ≈ 0 maka juga di sebut Mosfet “Normal ON “ . IDSS saat UGS ≈ 0 bukan arus Drain maksimum . TAHANAN ISOLASI Kita ketahu tahanan input ( Zi ) Mosfet adalah tahanan antara Gate dan Source . Jadi Zi sangat tinggi dalam Gega ohm ( G Ω ), Karena antara gate ( G ) dan Source ( S ) di sekat oleh oksida logam Si 02 , yang bersifat isolator. Gambar 2.152 Kurva Transkonduktansi ID - UGS D Mosfet Chanal N Gambar 2.153 Kurva Karakteristik Output D Mosfet Chanal N Next >