TEKNIK ELEKTRO

DEPLETION TYPE MOSFETS

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Materi
3. Prinsip Kerja
4. Komponen

5. Rangkaian

6. Video
7. Link download

1. Tujuan

1. Mengetahui karakterisitik rangkaian depletion type mosfet

2. Membuat simulasi rangkaian depletion type mosfet

2. Materi

Untuk MOSFET deplesi n-channel pada Gambar 6.29, tentukan:

(a) IDQ dan VGSQ.

(b) VDS.

Solusi :

(a) Untuk karakteristik transfer, titik plot didefinisikan oleh ID ID / 4 6 mA / 4 1,5 mA dan VGS VP / 2 3 V / 2 1,5 V. Dengan mempertimbangkan tingkat VP dan fakta bahwa persamaan Shockley mendefinisikan sebuah kurva yang naik lebih cepat karena VGS menjadi lebih positif, titik plot akan didefinisikan pada VGS 1 V. Menggantikan persamaan Shockley menghasilkan :

ID = IDSS (1 - VGS)²-Vr

= 6 mA (1- 1V)² -3V

= 6mA (1+1/3)²= 6 mA (1.778)

= 10.67 mA

Kurva transfer yang dihasilkan muncul pada Gambar 6.30. Prosiding seperti yang dijelaskan untuk JFET, kita memiliki:

Eq. (6.15): VG = 10MΩ (18V) = 1.5 V

10 MΩ + 110MΩ

Eq. (6.16): VGS = VG - IDRS = 1.5 V - ID(750 Ω)

Dimana ID = 0 MΩ , menghasilkan : VGS = VG = 1.5 V

Dan VGS = 0V Jadi,

ID = VG - 1.5V = 2 Ma

Rs 750Ω

Titik plot dan garis bias yang dihasilkan muncul pada Gambar 6.30. Titik operasi yang dihasilkan:

IDQ = 3.1 mA

VGSQ = -0.8 V

(b) Eq. (6.19): VDS = VDD - ID(RD + RS)

= 18 V - (3.1 mA)(1.8 kΩ + 750 Ω)

≅ 10.1 V

Ulangi Contoh 6.7 dengan RS 150Ω

Solusi :

(a) Titik plot sama untuk kurva transfer seperti ditunjukkan pada Gambar 6.31. Untuk garis bias,

VGS =VG- IDRS = 1.5 V – ID (150Ω)

Dimana ID = 0 mA, sehingga :

VGS = 1.5 V

Dan VGS = 0V maka :

ID = VG = 1.5 V = 10 mA

Rs 150Ω

Garis bias disertakan pada Gambar 6.31. Perhatikan dalam kasus ini bahwa titik diam mengacu pada arus penguras yang melebihi IDSS, dengan nilai positif untuk VGS. Hasilnya:

IDQ = 7.6 mA

VGSQ = + 0.35

(b) Eq. (6.19): VDS = VDD - ID(RD + RS)

= 18 V - (7.6 mA)(1.8 kΩ + 150 Ω)

= 3.18 V

Tentukan yang berikut untuk jaringan pada Gambar 6.32.

(a) IDQ dan VGSQ.

(b) VD.

Solusi :

(a) Konfigurasi self-bias menghasilkan

VGS = - IDRS

seperti yang diperoleh untuk konfigurasi JFET, menetapkan fakta bahwa VGS harus kurang dari nol volt. Oleh karena itu, tidak ada persyaratan untuk merencanakan kurva transfer untuk nilai VGS yang positif, walaupun pada kesempatan ini dilakukan untuk melengkapi karakteristik transfer. Titik plot untuk karakteristik transfer untuk VGS < 0 V adalah

ID= IDSS = 8 mA = 2 mA

4 4

Dan

VGS = VP = -8 V = -4 V

2 2

dan untuk VGS > 0 V, karena VP = - 8 V, kita akan memilih

VGS = +2 V

dan

ID = IDSS (1 – VGS)² = 8 mA (1 - 2 V)² = 12,5 mA

Vp -8 V

Kurva transfer yang dihasilkan muncul pada Gambar 6.33. Untuk garis bias jaringan, pada VGS = 0 V, ID= 0 mA. Memilih VGS = -6 V memberikan :

ID = - VGS = - -6V = 2.5 mA

Rs 2.4 kΩ

Q-point yang dihasilkan:

IDQ = 1,7 mA

VGSQ = 4.3 V

(b) VD = VDD - IDRD

= 20 V - (1,7 mA) (6,2 kΩ)

= 9,46 V

Contoh untuk mengikuti menggunakan desain yang juga bisa diterapkan pada sensor JFET. Pada kesan pertama tampak agak sederhana, namun nyatanya sering menimbulkan kebingungan saat pertama kali dianalisis karena titik operasi khusus.

Tentukan VDS untuk jaringan pada Gambar 6.34.

Solusi :

Sambungan langsung antara terminal gerbang dan terminal sumber mengharuskan

VGS = 0 V

Karena VGS ditetapkan pada 0 V, arus penguras arus harus IDSS (menurut definisi). Dengan kata lain,

VGSQ = 0 V

dan

IDQ = 10 mA

Oleh karena itu, tidak perlu menggambar kurva transfer dan

VD = VDD - IDRD = 20 V - (10 mA) (1,5 kΩ)

= 20 V - 15 V

= 5 V

3. Prinsip kerja

Ketika tidak ada tegangan pada Gate maka kondusi channel berada pada kondisi maksimum. Karena tegangan pada gerbang positif atau negative konduksi pada channel menurun.

4. Komponen

1. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus . Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum ohm

Nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.

Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.
Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :

Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 10⁵
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 10⁵ = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :

Cara Menghitung Nilai Resistor 5 Gelang Warna

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10ⁿ)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 10⁵
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 10⁵ = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%

2. Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung, stabilisasi tegangan dan modulasi sinyal.

3. Kapasitor

Kapasitor atau kondensator oleh ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867) pada hakikatnya adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/ muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik atau komponen listrik yang mampu menyimpan muatan listrik yang dibentuk oleh permukaan (piringan atau kepingan) yang berhubungan yang dipisahkan oleh suatu penyekat.

Cara Membaca Nilai Kapasitor Elektrolit (ELCO)

Untuk Kapasitor Elektrolit atau ELCO, nilai Kapasitansinya telah tertera di label badannya dengan jelas. Jadi sangat mudah untuk menentukan nilainya. Contoh 100µF 16V, 470µF 10V, 1000µF 6.3V ataupun 3300µF 16V. Untuk lebih Jelas silakan lihat gambar dibawah ini :

Nilai Kapasitor pada gambar diatas adalah 3300µF (baca : 3300 Micro Farad)

Hal yang perlu diingat adalah Kapasitor Elektrolit (ELCO) merupakan jenis Kapasitor yang memiliki Polaritas (+) dan (-) sehingga perlu hati-hati dalam pemasangannya. Seperti Gambar diatas, di badan Kapasitor juga terdapat tanda yang menunjukkan Polaritas arah Negatif (-) dari sebuah Kapasitor Elektrolit. Disamping itu, daya tahan Panas Kapasitor juga tertulis dengan jelas di label badannya. Contohnya 85°C dan 105°C.

Cara Membaca Nilai Kapasitor Keramik, Kapasitor Kertas dan Kapasitor non-Polaritas lainnya

Untuk Kapasitor Keramik, Kapasitor Kertas, Kapasitor Mika, Kapasitor Polyester atau Kapasitor Non-Polaritas lainnya, pada umumnya dituliskan Kode Nilai dibadannya. Seperti 104J, 202M, 473K dan lain sebagainya. Maka kita perlu menghitungnya ke dalam nilai Kapasitansi Kapasitor yang sebenarnya.

Cara Membaca dan Menghitung Nilai Kapasitor berdasarkan Kode Angka Kapasitor

Contoh untuk membaca Nilai Kode untuk Kapasitor Keramik diatas dengan Tulisan Kode 473Z. Cara menghitung Nilai Kapasitor berdasarkan kode tersebut adalah sebagai berikut :

Kode : 473Z
Nilai Kapasitor = 47 x 103
Nilai Kapasitor = 47 x 1000
Nilai Kapasitor = 47.000pF atau 47nF atau 0,047µF

Huruf dibelakang angka menandakan Toleransi dari Nilai Kapasitor tersebut, Berikut adalah daftar Nilai Toleransinya :

B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G= 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%

473Z = 47,000pF +80% dan -20% atau berkisar antara 37.600 pF ~ 84.600 pF.
Jika di badan badan Kapasitor hanya bertuliskan 2 angka, Contohnya 47J maka perhitungannya adalah sebagai berikut :

Kode : 47J

Nilai Kapasitor = 47 x 100
Nilai Kapasitor = 47 x 1
Nilai Kapasitor = 47pF

Jadi Nilai Kapasitor yang berkode 47J adalah 47 pF ±5% yaitu berkisar antara 44,65pF ~ 49,35pF

4. Ground
Grounding atau Pentanahan adalah sistem pentanahan yang terpasang pada suatu instalasi listrik yang bekerja untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus dari sambaran petir ke bumi.