BAB VI
UNIPOLAR (FET)
1. Pendahuluan
Kerja JFET yaitu dengan variable kontrol VGS dan konstanta IDSS serta VP sedangkan BJT dengan variable kontrol IB dengan konstanta β.
Gambar 1.1 Simbol (a) JFET dan (b) BJT
Tabel 2 Perbandingan JFET dan BJT
2. Konstruksi dan karakteristik Transistor JFET
a. Konstruksi Transistor JFET Channel n dan Channel p
Transistor JFET (UJT) memiliki dua tipe yaitu Channel n dan Channel p. Konstruksi Transistor JFET Channel n merupakan persambungan tiga susunan lapisan bahan semikonduktor yaitu bahan p, bahan n, dan bahan p sedangkan Channel p merupakan persambungan tiga susunan lapisan bahan semikonduktor yaitu bahan n, bahan p, dan bahan n seperti gambar 2.1
Gambar 2.1 Konstruksi JFET (a) Channel n dan (b) Channel p
b. Karakteristik Transistor JFET Channel n dan Channel p
a) Karakteristik JFET Channel n adalah semakin kecil nilai VGS terhadap
nol maka semakin kecil elektron mengalir dari kaki Source (S) ke kaki
Drain (D) karena dari konstruksinya terlihat daerah depletion layer
antara bahan semikonduksi tipe n dengan tipe p semakin membesar.
Gambar 2.3 Konstruksi dan karekteristik JFET Channel p
Pada kurva karakteristik output dibagi tiga operasi yaitu:
1. daerah saturasi (saturation region) yaitu daerah diatas VGS = 0 V yang artinya output menjadi cacat,
2. daerah aktif (active ragion) yang artinya output tidak cacat asalkan tegangan VGS berfluktuasi lebih besar atau sama dengan 0 V.
3. Daerah cutoff yang artinya output akan terpotong (cacat) jika VGS lebih besar dari VP .
4. Sedangkan tegangan VDS lebih kecil dari + VP maka JFET bersifat sebagai resistansi.
3. Pemberian bias
Ada 3 macam rangkaian pemberian bias, yaitu:
1. Fixed bias yaitu, arus bias IG didapat dari VGG yang dihubungkan ke kaki G melewati tahanan RG seperti gambar 3.1
maka,
Gambar 3.1 Rangkaian Fixed bias
2. Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar 3.2
Gambar 3.2 Rangkaian Self Bias
3. Voltage-divider Bias adalah tegangan VG didapatkan dari tegangan di R2 dari hubungan VDD seri dengan R1 dan R2 seperti gambar 3.3
Gambar 3.3 Rangkaian Voltage-divider Bias
4. Konfigurasi-konfigurasi penguat satu tingkat dan rangkaian ekivalen hybrid л
a. Common Source (CS) Amp.
Pada rangkaian ekivalen transistor unipolar tahanan rл sangat besar sekali (rл tidak ada).
a). rangkaian ekivalen hybrid л CS Amp. pada frekuensi menengah adalah seperti pada gambar 4.2
Gambar 4.1 Rangkaian Common Source Amp.
Gambar 4.2 Rangkaian ekivalen hybrid л pada mid-frequency.
Dari rangkaian ekivalen diatas dapat diturunkan rumus-rumus sebagai berikut.
dimana Vi =V,
sehingga,
b). rangkaian ekivalen hybrid л CS Amp. pada frekuensi rendah adalah seperti pada gambar 4.3
Gambar 4.3 Rangkaian ekivalen hybrid л pada low frekuency.
sehingga dihasilkan,
c). rangkaian ekivalen hybrid л CS Amp. pada frekuensi tinggi adalah seperti pada gambar 4.4
Gambar 4.4 Rangkaian ekivalen hybrid л pada high-frekuency.
sehingga dihasilkan,
b. Common Drain (CD) Amp.
Adapun rangkaian CD Amp. adalah seperti pada gambar 4.5
Gambar 4.5 Rangkaian Common Drain Amp.
Analisa rangkaian hybrid лnya adalah sebagai berikut.
a). rangkaian ekivalen hybrid л CD Amp. pada frekuensi menengah adalah seperti pada gambar 4.6
Gambar 4.6 Rangkaian ekivalen hybrid л pada mid-frequency.
dimana Vi =V+Vo,
sehingga,
b). rangkaian ekivalen hybrid л CD Amp. pada frekuensi rendah adalah seperti pada gambar 4.7
Gambar 4.7 Rangkaian ekivalen hybrid л pada low frekuency.
sehingga dihasilkan,
c). rangkaian ekivalen hybrid л CD Amp. pada frekuensi tinggi adalah seperti pada gambar 4.8
Gambar 4.8 Rangkaian ekivalen hybrid л pada high-frekuency.
sehingga dihasilkan,
c. Common Gate (CG) Amp.
Adapun rangkaian CG Amp. adalah seperti pada gambar 4.9.
Gambar 4.9Rangkaian Common Gate Amp.
Analisa rangkaian hybrid л-nya adalah sebagai berikut.
a). rangkaian ekivalen hybrid л CG Amp. pada frekuensi menengah adalah seperti pada gambar 4.10.
Gambar 4.10 Rangkaian ekivalen hybrid л pada mid-frequency.
dimana Vi =-V,
sehingga,
b). rangkaian ekivalen hybrid л CG Amp. pada frekuensi rendah adalah seperti pada gambar 4.11
Gambar 4.11 Rangkaian ekivalen hybrid л pada low frekuency.
sehingga dihasilkan,
c). rangkaian ekivalen hybrid л CG Amp. pada frekuensi tinggi adalah seperti pada gambar 4.12.
Gambar 4.12 Rangkaian ekivalen hybrid л pada high-frekuency.
Dengan
cara yang sama seperti penurunan rumus rangkaian ekivalen hybrid л pada
frekuensi tinggi untuk transistor bipolar sehingga dihasilkan,
5. Penguat bertingkat JFET
Berikut contoh rangkaian dan hasil simulasi rangkaian bertingkat CS-CS Amp., seperti gambar 5.1
Gambar 5.1 Rangkaian CS-CS Amp dan rangkaian ekivalen hybrid л–nya.
Maka,
Kedua penguat bertingkat ini menggunakan bias dc sehingga didapatkan;
kedua transistor mempunyai
dan gm pada bias dc adalah:
Referensi :
1. Boylestad,
R. and Nashelsky, L., 1999, “Electronic Devices and Circuit Theory”, Prentice Hall, New
Jersey.
2. Hayt,
W. H. and Neudeck, G. W., “Electronic
Circuit Analysis and Design”, Houghton Mifflin Company, Boston.
3. Coughlin,
R. F. and Driscoll F. F., 1985, “Operational
Amplifiers and Linear Integrated Circuits”, Prentice Hall, New Jersey.
4. Paynter,
R. T.,1997, ”Introductory Electronic
Devices and Circuits”, Prentice Hall, New Jersey.
5. Malvino, 1985, “
Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor: Pangantar Transistor dan Rangkaian
Terpadu”, Penerbit Erlangga.
6. Mike Tooley, 2002, “
Rangkain Elektronika: Prinsip dan Aplikasi”, Penerbit Erlangga
7. Darwison, 2008, “Diktat Elektronika Analog”, Teknik Elektro – Unand, Padang.
8. Darwison, 2011, “Diktat Dasar Elektronika”, Teknik Elektro – Unand, Padang.
9. Darwison, 2011, “Panduan Praktikum Dasar Elektronika Digital”, Teknik Elektro
– Unand,
6. HTML (Download Disini)
5. Rangkaian (Download Disini)
