Pembelajaran kuliah

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

4. Prinsip kerja

6. Video simulasi

subchapter 5.9 dan 5.10 Handling MOSFET dan VMOS

1. Tujuan [kembali]

a. Mengetahui pengertian dan cara kerja dari MOSFET.

b. Mengetahui solusi untuk penanganan masalah penggunaan MOSFET

2. Alat dan bahan.[kembali]

*alat

a. Vsource

Vsource adalah alat yang menjadi tegangan sumber, tegangan sumber juga bisa memakai battre.

Gambar.1.Vsource

b. LED-yellow

LED-yellow adalah lampu yang memancarkan warna kuning yang berfungsi sebagai output yang mengeluarkan warna saat dilalui arus.

Gambar.2.LED-yellow

*bahan

a. MOSFET

MOSFET adalah transistor unipolar yang berfungsi sebagai saklar dan penguat arus.

Gambar.3.MOSFET

b.Resistor

Resistor adalah alat berfungsi sebagai penahan tegangan dan arus.

Gambar.4. resistor

c. dioda zener

dioda zener adalaha dioda yang dapat menghantarkan arus pada satu titik tertentu dan dapat menstabilkan arus yang masuk.

Gambar.5. dioda zener

3. Dasar teori [kembali]

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). Yaitu FET yang ditambah lapisan metal, yang fungsinya sebagai saklar dan sebagai penguat arus. MOSFET lebih unggul dibanding JFET.

Adapun stuktur keluarga dari FET yaitu:

Gambar.1.stuktur keluarga FET

Tidak seperti JFET . berdasarkan cara kerjanya MOSFET memiliki 2 tipe yaitu depletion-mode yaitu cara kerja seperti JFET menggunakan prinsip forward bias, reverse bias dan enchanment – mode yaitu mode perbaikan dari yang mode d dan lebih canggih.

Adapun perbedaan MOSFET dengan JFET yaitu:

Gambar.2. perbedaan MOSFET dengan JFET

Adapun susunan dari MOSFET yaitu:

Gambar.3.susunan MOSFET

Pada depletion-mode MOSFET terminal S dan terminal D itu tersambung dengan kanal n-channel dan berpisah dengan suprate p , dan cara kerja nya itu forward bias dan reverse bias sedangkan pada enhancement-mode MOSFET terminal S dan Dnya terpustus dan ditambah substrate tipe p.

Adapun susunan n-channel dan p-channel pada MOSFET.

Gambar.4.Susunan n-channel dan p-channel MOSFET

Adapun grafik karakteristik dari MOSFET yaitu:

Gambar.5.grafik karakteristik MOSFET

Terkadang rangkaian MOSFET juga dijadikan berbentuk saklar yaitu bisa dalam konsisi mati dan hidup.

Adapun rangkaian MOSFET pada keadaan mati atau OFF yaitu:

Gambar.6.MOSFET kondisi OFF

Pada daerah Off MOSFET tidak mendapatkan tegangan input (Vin = 0V) sehingga tidak ada arus drain Id yang mengalir. Kondisi ini akan membuat tegangan Vds = Vdd.

Sedangkan rangkaian MOSFET pada keadaan hidup atau ON yaitu:

Gambar.7.MOSFET kondisi ON

Pada daerah saturasi MOSFET mendapatkan bias input (Vgs) secara maksimum sehingga arus drain pada MOSFET juga akan maksimum dan membuat tegangan Vds = 0V.

Seringkali ada transien (perubahan tajam tegangan atau arus) dalam jaringan saat elemen dilepas atau dimasukkan jika daya menyala. Tingkat transien sering kali lebih dari yang dapat ditangani perangkat, dan oleh karena itu daya harus selalu dimatikan saat perubahan jaringan dilakukan. Tegangan gerbang-ke-sumber maksimum biasanya disediakan dalam daftar peringkat maksimum perangkat. Salah satu metode untuk memastikan bahwa tegangan ini tidak terlampaui (mungkin dengan efek transien) untuk kedua polaritas adalah dengan memasukkan dua dioda Zener, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8

Gambar.8. Dimasukkan zener pada MOSFET

Salah satu kelemahan yang diperkenalkan oleh proteksi Zener adalah bahwa resistansi dioda Zener akan mati jika lebih kecil dari impedansi input yang ditetapkan oleh lapisan SiO2. Hasilnya adalah penurunan resistansi masukan. Begitu banyak perangkat sekarang memiliki perlindungan Zener sehingga beberapa masalah yang tercantum di atas tidak terlalu merepotkan. Namun, masih sebaiknya berhati-hati saat menangani perangkat MOSFET .

Salah satu kelemahan dari MOSFET adalah tingkat penanganan daya yang berkurang (biasanya, kurang dari 1 W) dibandingkan dengan transistor BJT. Semua elemen MOSFET planar ada dalam FET vertikal metal-oksida-silikon (VMOS)

Gambar.9. Struktur VMOS.

Dibandingkan dengan MOSFET ,VMOS FET mengurangi tingkat resistensi saluran dan peningkatan arus dan daya yang lebih tinggi.

Karakteristik penting tambahan dari konstruksi vertikal adalah:

VMOS FETs memiliki koefisien suhu positif yang akan memerangi kemungkinan kelebihan suhu.

Jika suhu perangkat meningkat karena media sekitarnya atau arus perangkat, level resistansi akan meningkat, menyebabkan pengurangan arus pada drain

Problem 5.10

1. Jelaskan dengan kata-kata Anda sendiri mengapa VMOS FET dapat menahan arus dan daya yang lebih tinggi peringkat dari teknik konstruksi standar?

2. Mengapa VMOS FET telah mengurangi level resistansi saluran?

3. Mengapa koefisien temperatur positif diinginkan?

Jawab:

1. 1.VMOS FET dapat menahan arus dan daya yang lebih tinggi peringkat dari teknik konstruksi standar Karena pada struktur dari VMOS memiliki bentuk V pada insulator, sehingga insulator pada VMOS lebih panjang jika di bandingkan dengan MOSFET membuat VMOS lebih tinggi dalam menahan arus dan daya ,namun karena dirancang bentuk V sehingga dekat jarak terminal G dan S menuju terminal Drain. Sehingga Resistansi VMOS akan semakin rendah.

2. 2.VMOS FET telah mengurangi level resistansi saluran .Ini dikarenakan untuk penangan masalah dari MOSFET yaitu terjadinya penanganan daya yang berkurang dan penurunan resistansi masukan dan dengan menurunkan level resistansi saluran dapat penanganan daya menjadi lebih baik dan lancar sehingga VMOSFET di rancang untuk menyelesaikan masalah itu.

3. 3.Koefisien temperatur positif diinginkan karena Jika suhu perangkat meningkat karena media atau arus sekitar perangkat, level resistansi akan meningkat, menyebabkan pengurangan arus drain

4. Prinsip kerja.[kembali]

Tegangan sumber akan memberikan tegangan pada terminal gate pada rangkaian sehingga membuat terminal source dan terminal drain dapat mengeluarkan tegangan dan arus dengan baik.

5. Gambar rangkaian [kembali]

a. Rangkaian MOSFET pada saat mati(OFF)