√ Pengertian Field Effect Transistor (FET) & Jenis-jenisnya

Baca Cepat Buka

Finoo.id – √ Pengertian Field Effect Transistor (FET) & Jenis-jenisnya. Field Effect Transistor (FET) adalah salah satu komponen elektronik yang memiliki peran penting dalam dunia rangkaian elektronik modern. FET digunakan untuk mengontrol aliran arus listrik dengan menggunakan medan listrik, berbeda dengan transistor biasa yang bergantung pada arus listrik sebagai pengendali. Karena kemampuannya ini, FET banyak diaplikasikan dalam berbagai perangkat, mulai dari penguat sinyal hingga sistem digital kompleks. Kinerja FET yang efisien, konsumsi daya rendah, serta sensitivitas tinggi menjadikannya pilihan utama dalam banyak teknologi masa kini.

Dalam dunia elektronika, FET hadir dalam beberapa jenis yang masing-masing memiliki karakteristik dan fungsi spesifik. Memahami berbagai jenis FET sangat penting, terutama bagi para teknisi, insinyur, maupun hobiis elektronik, untuk dapat memilih komponen yang tepat sesuai kebutuhan aplikasi. Artikel ini akan membahas secara lengkap pengertian FET serta berbagai jenis-jenisnya, seperti JFET, MOSFET, dan lain-lain, beserta prinsip kerja dan keunggulan masing-masing.

Pengertian Field Effect Transistor (FET)

Field Effect Transistor (FET) adalah jenis transistor yang bekerja dengan prinsip pengendalian arus listrik menggunakan medan listrik, bukan arus listrik seperti pada Bipolar Junction Transistor (BJT). Dalam FET, tegangan yang diberikan pada terminal gerbang (gate) akan menciptakan medan listrik yang mempengaruhi konduktivitas saluran semikonduktor di dalam perangkat. Dengan kata lain, arus yang mengalir dari terminal sumber (source) ke terminal drain dapat diatur besarannya dengan mengubah tegangan di gerbang.

FET banyak digunakan dalam berbagai aplikasi karena memiliki impedansi input yang sangat tinggi dan konsumsi daya yang rendah dibandingkan dengan jenis transistor lainnya. Selain itu, karakteristik FET yang lebih stabil terhadap suhu dan kebisingan (noise) menjadikannya sangat ideal untuk rangkaian penguat sinyal, osilator, dan sakelar elektronik. Ada beberapa jenis FET yang umum digunakan, seperti Junction FET (JFET) dan Metal-Oxide-Semiconductor FET (MOSFET), yang masing-masing memiliki keunikan dalam struktur dan cara kerja.

Fungsi Field Effect Transistor (FET)

Field Effect Transistor (FET) memiliki peran yang sangat penting dalam berbagai rangkaian dan sistem elektronik. Salah satu fungsi utamanya adalah sebagai penguat sinyal, baik untuk sinyal kecil maupun sinyal besar. Karena memiliki impedansi input yang tinggi, FET mampu memperkuat sinyal dengan sangat sedikit menarik arus dari sumber sinyal, sehingga tidak membebani rangkaian sebelumnya. Hal ini membuat FET sangat cocok digunakan dalam perangkat seperti amplifier audio, sensor elektronik, dan sistem komunikasi yang membutuhkan penguatan sinyal yang bersih dan stabil.

Selain sebagai penguat, FET juga berfungsi sebagai saklar elektronik. Dengan hanya membutuhkan sedikit tegangan untuk mengendalikan jalannya arus utama, FET dapat membuka atau menutup jalur arus listrik dengan sangat cepat dan efisien, tanpa banyak menghasilkan panas. FET juga digunakan sebagai pengontrol arus dalam berbagai aplikasi, seperti pengatur kecepatan motor, pengendali intensitas lampu, hingga dalam rangkaian logika pada sistem digital. Kemampuan FET untuk beroperasi dengan konsumsi daya rendah dan kecepatan switching yang tinggi membuatnya menjadi komponen vital dalam berbagai teknologi modern, mulai dari komputer hingga perangkat telekomunikasi.

Jenis-jenis Field Effect Transistor (FET) dan Cara Kerjanya

Pada dasarnya, Field Effect Transistor (FET) diklasifikasikan ke dalam dua jenis utama, yaitu JFET (Junction Field Effect Transistor) dan MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).

1. Junction FET (JFET)

Cara kerja JFET pada dasarnya mirip dengan prinsip kerja sebuah keran air yang mengatur aliran air dalam pipa. Dalam JFET, elektron atau hole mengalir dari terminal Source (S) menuju terminal Drain (D). Arus keluaran, yaitu Arus Drain (ID), akan memiliki besar yang sama dengan Arus Input, yaitu Arus Source (IS), dengan asumsi tidak ada kebocoran dalam jalur aliran. Konsep ini serupa dengan aliran air dalam pipa rumah tangga, di mana aliran air tetap stabil selama tidak ada kebocoran pada pipa.

Besar kecilnya arus listrik yang mengalir melalui JFET ditentukan oleh tegangan yang diberikan pada terminal Gerbang (Gate/G). Fluktuasi kecil pada Tegangan Gate (VG) dapat menyebabkan perubahan besar pada arus yang mengalir dari Source ke Drain (IS atau ID), sehingga menghasilkan penguatan sinyal dalam rangkaian elektronika. Berdasarkan jenis bahan semikonduktor yang digunakan pada salurannya, JFET dibagi menjadi dua tipe, yaitu N-Channel JFET yang menggunakan material semikonduktor tipe-N, dan P-Channel JFET yang menggunakan material semikonduktor tipe-P.

1.1. JFET Kanal-N

Berikut ini adalah gambar struktur dasar JFET tipe Kanal-N.

Pada jenis ini, saluran atau kanal dibentuk dari bahan semikonduktor tipe-N, dengan salah satu ujungnya berfungsi sebagai Source (S) dan ujung lainnya sebagai Drain (D). Pada JFET Kanal-N, mayoritas pembawa muatannya adalah elektron, yang bergerak dari Source menuju Drain.

Gerbang (Gate) pada JFET tipe Kanal-N terbuat dari bahan semikonduktor tipe-P. Selain itu, terdapat bagian lain dari semikonduktor tipe-P yang disebut Substrate, yaitu lapisan yang membentuk batas di sisi saluran yang berlawanan dengan Gerbang. Tegangan yang diberikan pada terminal Gerbang (G) akan menghasilkan medan listrik yang mempengaruhi aliran pembawa muatan di dalam saluran. Semakin negatif tegangan pada Gate (VG), semakin menyempit kanal aliran, sehingga arus output (ID) yang mengalir dari Drain menjadi semakin kecil.

1.2. JFET Kanal-P

Berikut ini adalah gambar struktur dasar JFET tipe Kanal-P.

Pada JFET Kanal-P, saluran dibentuk dari bahan semikonduktor tipe-P, dengan mayoritas pembawa muatan berupa hole (muatan positif). Sementara itu, bagian Gerbang (Gate) dan Substrate terbuat dari bahan semikonduktor tipe-N.

Pada JFET jenis ini, semakin positif tegangan pada terminal Gerbang (VG), semakin menyempit kanalnya, sehingga arus output (ID) yang mengalir melalui Drain menjadi semakin kecil. Dari simbol JFET, kita juga bisa membedakan antara Kanal-N dan Kanal-P: pada simbol JFET Kanal-N, anak panah mengarah ke dalam, sedangkan pada simbol JFET Kanal-P, anak panah mengarah ke luar.

2. Metal Oxide Semiconduction Field Effect Transistor (MOSFET)

Sama seperti pada JFET, saluran pada MOSFET juga dapat terbuat dari bahan semikonduktor tipe-N atau tipe-P. Terminal atau elektroda Gerbang (Gate) pada MOSFET berupa sepotong logam yang dilapisi oleh oksida. Lapisan oksida ini berfungsi sebagai penghambat hubungan listrik langsung antara Gerbang dan saluran, sehingga MOSFET sering disebut juga sebagai Insulated-Gate FET (IGFET). Karena lapisan oksida ini bertindak sebagai bahan dielektrik, praktis tidak terjadi aliran arus antara Gerbang dan saluran, yang menyebabkan impedansi input MOSFET menjadi sangat tinggi — bahkan jauh lebih tinggi dibandingkan impedansi input pada JFET. Pada beberapa jenis MOSFET, impedansi inputnya bisa mencapai triliunan Ohm (10¹² Ohm). Dalam bahasa Indonesia, MOSFET dikenal sebagai Transistor Efek Medan Semikonduktor Logam-Oksida.

Salah satu kelemahan MOSFET adalah lapisan oksidanya yang sangat tipis, sehingga cukup rentan terhadap kerusakan akibat pembuangan muatan elektrostatik (Electrostatic Discharge atau ESD). Seperti telah disebutkan sebelumnya, MOSFET pada dasarnya dibagi menjadi dua tipe utama, yaitu MOSFET tipe-N dan MOSFET tipe-P.

2.1. MOSFET tipe N

MOSFET tipe-N umumnya dikenal dengan sebutan NMOSFET atau nMOS. Berikut ini ditampilkan struktur dasar dan simbol dari MOSFET tipe-N.

2.2. MOSFET tipe P

MOSFET tipe-P biasanya disebut sebagai PMOSFET atau pMOS. Berikut ini adalah struktur dasar dan simbol dari MOSFET tipe-P.

Kelebihan dan Kekurangan Field Effect Transistor (FET)

Berikut ini beberapa kelebihan dan kekurangan Field Effect Transistor (FET) yang perlu diketahui, di antaranya:

Kelebihan FET (Field Effect Transistor)

Dibandingkan dengan BJT, FET memiliki beberapa kelebihan, di antaranya:

Hambatan inputnya sangat tinggi, yaitu sekitar ~10⁶ Ω untuk JFET (Junction FET) dan ~10⁸ Ω untuk MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET).
Tingkat noise yang dihasilkan sangat rendah, karena pembawa muatan pada FET tidak melewati sambungan p-n.
Densitas FET sangat tinggi, sehingga memungkinkan pembuatan rangkaian terintegrasi yang lebih padat.
FET juga lebih stabil terhadap perubahan suhu.

Kekurangan FET (Field Effect Transistor)

Di samping kelebihannya, FET juga memiliki beberapa kekurangan dibandingkan dengan BJT, antara lain:

Kecepatan switching FET cenderung lebih rendah atau lebih lambat.
FET kurang mampu menangani daya besar, meskipun saat ini sudah tersedia jenis FET yang dirancang untuk aplikasi berdaya tinggi.

BACA JUGA :

Penutup

Sebagai salah satu komponen penting dalam dunia elektronika, Field Effect Transistor (FET) menawarkan berbagai keunggulan, mulai dari impedansi input yang tinggi, tingkat noise yang rendah, hingga stabilitas terhadap suhu.

Dengan dua tipe utama, yaitu JFET dan MOSFET, FET mampu memenuhi berbagai kebutuhan dalam perancangan sirkuit elektronik, baik untuk aplikasi penguatan sinyal maupun sebagai saklar berkecepatan tinggi.

Memahami pengertian, cara kerja, serta kelebihan dan kekurangan FET sangat penting bagi siapa saja yang ingin mendalami dunia elektronika.

Dengan pemilihan jenis FET yang tepat sesuai kebutuhan, kinerja sistem elektronik dapat dioptimalkan secara lebih efektif dan efisien.

Demikianlah artikel finoo.id yang membahas tentang √ Pengertian Field Effect Transistor (FET) & Jenis-jenisnya. Semoga artikel kami dapat bermanfaat dan terimakasih telah membaca artikel ini.