KARAKTERISTIK JFET Andi Riska Muh Ali Resky, Fitria Febriyanti San, Sri Merdekawati J Fisika 2012 Abstrak Telah dilakukan praktikum tentang rangkaian Karakteristik JFET . Adapun tujuan praktikum ini adalah (1) memahami karakteristik dasar dan prinsip kerja JFET channel-N, yaitu Jfet terdiri atas 3 kaki yaitu drain, source dan gate serta Transistor FET bekerja bergantung dari satu pembawa muatan, dan JFET bekerja atas pengaturan pengaturan lebar saluran oleh daerah pengosongan yang yang terjadi pada sambungan p-n antara gerbang dan saluran (2) menentukan transkonduktansi dan tegangan penjepit JFET Channel-N. Dari data yang diperoleh yaitu hubungan tegangan drain source dengan arus drain yang diperoleh dari berbagai nilai tegangan gate source yang telah dibuatkan kurva karakteristik JFET diketahui bahwa tegangan penjepit (V P) yaitu ketika nilai V GS = -4 volt. Dan transkonduktansi yaitu p erbandingan antara perubahan arus drain dengan perubahan tegangan antara gate drain source dan diperoleh nilai transkonduksi yaitu 2,1 msiement, 1,86 msiement, 1,55 msiement, 1,73 msiement dan 0 msiement. Kata kunci : karakteristik JFET, Drain, Source, Gate, transkonsuktansi, tegangan penjepit.
(channel ), ), yaitu channel – N dan
1. Metode Dasar Transistor efek medan ( Field
channel – P dengan simbol seperti
Effect
/FET) Transistor /FET)
pada gambar gambar berikut.
divais
terkendali
berarti
merupakan
tegangan,
karakteristik karakteristik
yang
keluaran
dikendalikan oleh tegangan masukan. Ada dua jenis FET yaitu JFET ( Junction Junction Field Effect Transistor ) dan MOSFET
( Metal
Oxide
semikonductor semikonductor FET ). ). Operasi penguat FET
menyerupai
penguat
(Tim elektronika dasar, 2013)
BJT.
JFET
bekerja
atas
dasar
Perbedaan antara keduanya adalah
pengaturan lebar saluran oleh daerah
BJT merupakan komponen terkendali
pengosongan
arus,
sambungan p-n antara gerbang dan
sedangkan
FET
merupakan
komponen terkendali tegangan, selain
lebih
tinggi
di
terjadi
pada
saluran (sutrisno, 1986)
itu impedansi masukan penguat FET jauh
yang
Daerah pengosongan adalah
bandingkan
daerah disekitar daerah persambungan
penguat BJT. Seperti halnya dengan
p-n dimana tak t ak ada pembawa muatan
BJT, JFET juga memiliki 3 (tiga) kaki
bebas. Daerah pengosongan terjadi
yang
karena
masing-masing
disebut
:
elektron
dari
bahan-n
Source (S (S ), ), Gate (G (G), dan Drain ( D). D).
menyeberang sambungan p-n, dan
Ada dua jenis JFET yang umum
masuk ke dalam daerah-p dan lubang
digunakan
dari daerah-p berdifusi
berdasarkan
saluran
masuk ke
daerah-n.
Karena
menjadi
bermuatan
itu
sebelah-n
yang
diperoleh
akibat
dan
perubahan nilai tegangan Drain
sebelah-p menjadi bermuatan negatif,
Source (VDS) dan nilai Arus Drain
sehingga
(ID)
pada
positif
(mA)
persambungan
p-n
terbentuk medan listrik dan juga beda potensial. Adanya medan listrik ini
di
dapat
dilihat
pada
Source
(V GS)
multimeter digital. c.
Tegangan
Gate
menahan kelanjutan peristiwa difusi,
adalah
variabel control dalam
sehingga disebelah sambungan terjadi
satuan
volt
daerah pengosongan dimana tidak ada
Tegangan
pembawa muatan bebas. Lebar daerah
digunakan dalam praktikum ini
pengosongan dapat diatur oleh besar
yaitu, 0 V, -1 V, -2 V, -3 V dan -4
tegangan mundur yang dipasang pada
V.
sambungan. Makin besar tegangan mundur,
makin
tebal
daerah
(V),
Gate
dan
nilai
Source
yang
4. Alat dan Bahan a.
Multimeter Digital, 2 buah
pengosongan yang terjadi (sutrisno,
b. JFET Channel-N,1 buah
1986)
c.
Potensiometer, 5 kΩ, 10 kΩ
d. Power Suplly dc, 2 buah
2. Identifikasi Variabel a.
e.
Variabel manipulasi :Tegangan Drain Source (VDS) dalam satuan volt (V)
5. Prosedur Kerja a.
b. Variabel respon : Arus Drain (ID)
Merangkai rangkaian
dalam satuan mili ampere (mA) c.
Kabel Penghubung.
dan uji
mempelajari
JFET
kanal-N
berikut.
Variabel kontrol : Tegangan Gate Source (VGS) dalam satuan volt (V)
3. Definisi Operasional Variabel a.
Tegangan Drain Source (VDS)
b. Memastikan tegangan V GG tidak
adalah variabel manipulasi dalam
melebihi 5 V dan V DD tidak
satuan volt (V) yang tentukan dengan memutar potensiometer dan nilai tegangan ini dapat dilihat di multimeter digital. b. Arus Drain (ID) adalah variabel respon dalam satuan mili ampere
melebihi 10 V. c.
Memastikan setiap alat ukur yang digunakan
terpasang
dengan
polaritas yang benar mengacu pada
polaritas
sumber tegangan.
masing-masing
d. Memutar
kedua
potensiometer
agar nilai V GS dan V DS sama dengan nol. e.
Memutar
potensiometer
V R2
sehingga nilai V DS naik menjadi 1 volt dan baca nilai I D. f.
Mengulangi kegiatan (e) dengan interval yang sama sampai nilai V DS = V DD.
g. Memutar balik potensiometer V R2 hingga V DS sama dengan nol. h. Memutar
potensiometer
V R1
sehingga nilai V GS naik menjadi 2 volt. i.
Menglangi kegiatan (e) sampai (h) dengan interval yang sama hingga V GS = V P atau ( I D = 0).
6. Data/ analisis data a.
Tabel Pengamatan Table 1 Hubungan antara tegangan Drain Source terhadap arus Drain
No VDS (volt)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5
ID (mA) untuk nilai VGS:
0
-1
-2
-3
-4
volt
volt
volt
volt
volt
0 1.26 2.23 3.02 3.61 .05 .33 .52 .61 .68 .73 .76
0 0.89 1.51 1.97 2.3 2.42 2.51 2.55 2.58 2.61 2.63 2.64
0 0.53 0.78 0.9 0.94 0.96 0.97 0.98 0.99 1 1 1.01
0 0.05 0.06 0.06 0.06 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
No 13 14 15 16 17 18 19 20 21
VDS (volt) 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10
GS
v .79 .81 .82 .83 .82 .83 .84 .84 .84
VGS -1 V 2.65 2.66 2.66 2.67 2.68 2.68 2.69 2.69 2.69
VGS -2 V 1.01 1.02 1.02 1.02 1.03 1.03 1.03 1.03 1.03
VGS -3 V 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07
VGS -4 V 0 0 0 0 0 0 0 0 0
b. Analisis Grafik 6
ID (mA)
5
VGS = 0 volt
IDDS (mA) 4
3
VGS = -1 volt 2
VGS = -2 volt
1
VGS = -3 volt VGS = -4 volt
0 -1
1
3
5
7
9
11
13
15
VDS (volt)
Grafik 1.1 ciri statis penguras untuk berbagai harga VGS
6
5
4
∆ ID 3
) A m ( D I
∆ VGS 2
1
0 -4.5
-4
-3.5
-3
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
-1
VGS (volt)
Grafik 1.2
ciri alih JFET
c.
Analisis Grafik Menentukan
2. transkonduktansi
pada grafik 1.1
= 2
= 2 |−44,73| = 2,365 1.
Untuk VGS = 0 volt Secara teori
Secara teori
= 1− || −1 = 2,3651− |−4 | = 2,3651−0,25 = 1,77 = ∆∆ ∆ = 0−−2 = 4,73−1,00 (0−−2) = 23,722 = 1,86 − 100% %= − %=1,77−1,86 1,82 100% %= 4,95 %
= 1− || = 2,3651− |−40 | = 2,365 = ∆∆ ∆ = 0−−1 = 4,73−2,63 (0−−1) = 2,11 =2,1 − 100% %= − %=2,365−2,1 2,23 100% % = 11,88 % Secara praktikum
Untuk VGS = -1 volt
Secara praktikum
3.
Untuk VGS = -2 volt Secara teori
= 1− || −2 = 2,3651− |−4 | = 2,3651−0,5 = 1,18 = ∆∆ ∆ = 0−−3 Secara praktikum
= 4,73−0,07 (0− −3) = 4,636 = 1,55 − 100% %= − %=1,18−1,55 1,37 100% % = 27 % 4.
Untuk VGS = -3 volt Secara teori
= 1− || −3 = 2,3651− |−4 | = 2,3651−0,75 = 0,59 = ∆∆ ∆ = 0−−4 = 4,73−0,00 (0− −4) = 4,743 = 1,73 − 100% %= − %=0,59−1,73 1,16 100% % = 98,27 % Secara praktikum
5.
Untuk VGS = -4 volt
= 1− || −4 = 2,3651− |−4 | = 2,3651−1 = 0
Menentukan
transkonduktansi
pada grafik 1.2
= ∆∆
= 4,84−2,69 (0− −1) = 2,15 7. Pembahasan Transistor bergantung
dari
FET
bekerja
satu
pembawa
muatan, apakah itu electron atau hole, karena hanya bergantung pada satu pemmbawa muatan saja, transistor ini disebut transistor unipolar. Transistor JFET terdiri dari 3 macam kaki yaitu Drain (penguras), Gate (pintu) dan Source (sumber). Percobaan
ini
berjudul
“karakteristik JFET” yang memiliki 2 tujuan yaitu memahami karakteristik dasar dan prinsip kerja JFET kerja Channel-N,
dan
transkonduktansi
menentukan dan
tegangan
penjepit JFET Channel-N. Pada
percobaan
ini
hanya
dilakukan satu kegiatan yaitu mencari
hubungan
antara
tegangan
Drain
Dan diperoleh perbandingan antara
Source (VDS) dan arus Drain (ID) dari
transkonsuktansi secara teori dan
berbagai nilai tegangan Gate Source
praktikum untuk VGS = 0 volt yaitu
(VGS).
11,88%, VGS= -1 volt yaitu 4,95% ,
Secara teori lebar daerah deplesi dipengaruhi
oleh
tegangan
Gate
VGS = -2 volt yaitu 27% , dan untuk VGS =-3 volt yaitu 98,27%.
Source, semakin negatif Gate terhadap
Diperolehnya
perbandingan
Source maka semakin melebar daerah
antara teori dengan praktikum sebesar
deplesinya sehingga arus Drain yang
98,27 % disebabkan adanya kesalahan
mengalir semakin kecil. Hal ini sesuai
praktikan atau kerusakan alat.
dengan data yang diperoleh dari hasil praktikum. Semakin negative nilai
8. Kesimpulan
tegangan Gate Source maka niali arus
Berdasarkan tujuan dan hasil
Drain menjadi semakin kecil. Hingga
pengamatan dapat disimpulkan bahwa:
mencapai pada kondisi dimana arus
a.
Transistor
FET
bekerja
Drain menjadi konstan atau tegangan
bergantung dari satu pembawa
penjepit. Dan Pada percobaan ini nilai
muatan, dan JFET bekerja atas
tegangan penjepit (VP) yaitu -4 volt.
pengaturan lebar saluran oleh
Pada percobaan ini selain untuk
daerah pengosongan yang terjadi
menentukan nilai tegangan penjepit
pada
juga
gerbang dan saluran.
ingin
menentukan
transkonduktansi,
nilai dimana
sambungan
p-n
b. Transkonduktansi
antara
yaitu
transkonduktansi yaitu perbandingan
perbandingan antara perubahan
antara perubahan arus Drain dengan
arus
perubahan
tegangan
tegangan
antara
Gate
Source.
(VGS),
Untuk
menentukan
nilai
transkonduktansi yaitu:
= 1−
Dimana untuk memperoleh g mo yaitu:
= 2
Drain
dengan
antara
perubahan
Gate
sedangkan
Source tegangan
penjepit yaitu tegangan Drain dimna arus Drain menjadi konstan (VP)
9. Daftar Pustaka Sutrisno. 1986. Elektronika Teori Dasar
dan
Bandung:
Penerapannya. Penerbit
ITB
Dasar.
2013.
Bandung. Tim
Elektronika Penuntun
Praktikum
Elektronika Dasar 1. Makassar: Jurusan Fisika FMIPA UNM
