Field effect transistor atau yang disingkat dengan FET adalah komponen aktif jenis transistor yang menggunakan medan listrik untuk mengendalikan konduktifitas. Dalam bahasa Indonesia, FET disebut juga dengan nama ”transistor efek medan”.
Yang dimaksud dengan medan listrik disini adalah tegangan listrik yang diberikan pada terminal Gate (G) untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan pada terminal Drain (D) ke terminal Source (S).
FET (Field effect transistor) merupakan komponen elektronika yang tergolong dalam keluarga transistor yang memilki tiga terminal kaki yaitu Gate (G), Drain (D), dan Source (S). FET tidak seperti transistor biasa yang akan menghantar bila diberi arus pada kaki basis.
Tapi, transistor ini akan menghantar jika memperoleh tegangan. Ketiga kakinya berbeda-beda. Kanal N yang terbuat dari semikonduktor tipe N. Sedangkan kanal P terbuat dari semikonduktor tipe P. Pada bagian transistor jenis ini di bagian atas dinamakan drain dan bawahnya dinamakan source.
Di bagian sisi kiri dan kanan terdapat implant semikonduktor dengan tipe berbeda. Pada bagian terminal kedua sisinya terhubung antara satu dengan yang lain secara internal yang disebut dengan nama gate.
Pada umumnya, FET memiliki fungsi yang hampir sama dengan transistor bipolar. Namun perbedaannya terlihat dari pengendalian arus output. Arus Output dalam FET dikendalikan Tegangan Input FET. Sedangkan Arus Output (IC) pada Transistor Bipolar dikendalikan oleh arus Input (IB). Perbedaan yang menonjol terletak pada transistor bipolar (NPN & PNP) dengan FET yaitu pada pengendaliannya yang menggunakan arus, sedangkan FET menggunakan tegangan.
FET (Field effect transistor) juga bisa disebut dengan unipolar transistor atau transistor eka katup. Hal ini disebabkan karena FET adalah jenis transistor yang kinerjanya tergantung dari satu pembawa muatan saja. Muatan itu bisa elektroda maupun hole. Sedangkan pada transistor bipolar memiliki dua pembawa muatan yaitu negatif dan hole yang membawa muatan positif.
Jenis Field Effect Transistor (FET)
Field effect transistor atau yang disingkat dengan FET adalah Transistor yang bekerja berdasarkan efek medan elektrik yang dihasilkan oleh tegangan yang diberikan pada kedua ujung terminalnya.
FET (Field effect transistor) berasal dari prinsip kerja transistor yang berkenaan dengan lapisan deplesi (depletion layer). Lapisan ini terbentuk antara semikonduktor tipe N dan tipe P karena bergabung elektron dan hole di area perbatasan. Lapisan deplesi ini sama seperti medan listrik, bisa membesar dan mengecil tergantung dari tegangan antara gate dan source.
Pada dasarnya FET terdiri dari dua jenis, yaitu JFET (Junction Field Effect Transistor) dan MOSFET (Metal Oxide Semiconduction Field Effect Transistor).
Berikut penjelasan lengkap mengenai Field effect transistor atau FET ini.
Junction FET (JFET)
Junction FET atau yang disingkat dengan JFET merupakan jenis FET (Field effect transistor) yang mempunyai prinsip kerja seperti kran air dengan aturan aliran air pada pipa. Elektron atau hole akan mengalir dari terminal source ke terminal drain. Arus di outputnya yakni Arus Drain (ID) nantinya sama dengan Arus Inputnya ialah Arus Source (IS).
Prinsip kerja yang dimiliki JFET bagaikan kinerja sebuah pipa air dengan asumsi tidak memiliki kebocoran. 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. Fluktasi kecil yang melalui aliran arus pembawa muatan melalui JFET dapat menyebabkan perubahan cukup besar.
Adanya proses seperti ini akan timbul tegangan penguat pada sebuah rangkaian elektronika. Junction FET atau yang disingkat dengan JFET hadir dengan 2 tipe bahan yang digunakan pada saluran kanalnya.
JFET Kanal-N
Kanal atau saluran pada jenis JFET kanal N ini terbentuk dari bahan semikonduktor tipe N. Di bagian satu ujungnya yaitu source dan bagian satu lagi yaitu 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 dengan nama substrate. Bagian ini akan membentuk batas di sisi saluran berlawanan gerbang. Terminal pada tegangan menghasilkan medan listrik yang berpengaruh pada aliran pembawa muatan melalui saluran gerbang. Jika negatifnya VG, semakin sempit pula salurannya yang akhirnya mengakibatkan semakin kecil arus pada outputnya (ID).
JFET Kanal-P
Saluran pada JFET kanal P terbuat dari semikonduktor tipe P. Bagian subtrate terbuat dari bahan semikonduktor tipe N, bagian gerbang G, dan mayoritas pembawa muatannya adalah hole.
Dalam JFET Kanal-P, kian positifnya VG, maka kian sempit pula salurannya. Sehingga menyebabkan kian kecilnya arus di Output JFET (ID). Mengetahui jenis JFET antara tipe P dan tipe N bisa diketahui dari simbolnya. Simbol pada JFET tipe N anak panah akan menghadap ke dalam. Sedangkan simbol JFET tipe P, anak panah akan menghadap ke luar.
Metal Oxide Semiconduction Field Effect Transistor (MOSFET)
Sama seperti halnya JFET, saluran pada MOSFET juga berupa semikonduktor tipe N dan tipe P. MOSFET dalam bahasa Indonesia disebut dengan transistor efek medan semikonduktor logam-oksida.
Terminal atau gerbangnya merupakan sepotong logam yang permukaannya dioksidasi. Lapisan ini memiliki fungsi untuk menghambat hubungan listrik antara terminal gerbang dengan salurannya.
MOSFET juga disebut dengan nama Insulated-Gate FET (IGFET). Lapisan oksidasi bekerja sebagai dielektrik dan pada dasarnya tidak akan terjadi aliran arus antara saluran dan gate. Sehingga impedansi input pada MOSFET menjadi lebih tinggi melebihi impedansi input pada JFET.
Di beberapa jenis MOSFET impedansi mampu mencapai Triliunan Ohm (1012 Ohm). Namun, sayangnya MOSFET memiliki kelemahan yaitu lapisan oksidasinya mudah rusak disebabkan pembuangan elektrostatik (Electrostatic Discharge).
Ada dua jenis MOSFET yaitu tipe N dan tipe P. MOSFET tipe N disebut juga dengan NMOSFET atau nMOS. Sedangkan MOSFET tipe P disebut dengan PMOSFET atau pMOS.
MOSFET tipe N
MOSFET tipe P
Perbedaan JFET dan MOSFET
Berikut ini merupakan perbedaan antara JFET dan MOSFET:
- JFET hanya beroperasi dalam mode deplesi, sedangkan MOSFET beroperasi dalam mode deplesi dan peningkatan.
- JFET disebut sebagai perangkat ON, karena gate negatif ke tegangan sumber mengubah perangkat ke status OFF. Sedangkan MOSFET disebut sebagai perangkat OFF normal karena dalam E-MOSFET tegangan gate yang diterapkan ternyata ON perangkat.
- Impedansi input MOSFET jauh lebih tinggi dibandingkan dengan JFET, Karena arus bocor yang kecil
- FET memiliki operasi yang lebih lambat dan memberikan ketahanan pengurasan yang tinggi dibandingkan dengan MOSFET.
- JFET memiliki kurva karakteristik yang lebih datar daripada MOSFET.
Aplikasi JFET dan MOSFET
Berikut ini beberapa aplikasi dari JFET dan MOSFET di berbagai bidang, diantaranya :
JFET
- Preamp audio
- Alat ukur tekanan
- Alat pengukur dan detektor logam
- Amplifier pemancar sinyal
MOSFET
- Alat penyimpan daya (power supply)
- Tombol saklar (switch)
- Penguat amplifier
- Driver motor listrik
Selain itu JFET dan MOSFET juga dapat digunakan untuk aplikasi analog ataupun digital seperti dalam rancangan komputer dan sistem kontrol industri.
