TUGAS SUB BAB 7.11 ~ PERKULIAHAN

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

1. Pendahuluan [ kembali ]

Pada materi 7.11 ini mengenai design itu sendiri, merupakan salah satu materi penting dalam elektronika. karena pada materi design ini kita mempelajari 2 jenis transistor secara lebih lanjut dari sebelumnya yang sangat berguna dalam elektronika, yaitu MOSFET-N Channel dan JFET-N Channel.

FET (Junction Field Effect Transistor) merupakan salah satu jenis transistor yang sering digunakan dalam desain elektronika. JFET terdiri dari sebuah junction p-n (junction antara dua material semikonduktor yang memiliki tipe konduktif yang berbeda) dan sebuah gate yang terhubung ke lapisan semikonduktor yang tipe konduktifnya berbeda dari junction tersebut. Terdapat dua jenis JFET: N-channel JFET dan P-channel JFET, tergantung pada tipe semikonduktor yang digunakan.

Sedangkan untuk MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) adalah jenis transistor yang sering digunakan dalam desain elektronika modern. MOSFET bekerja berdasarkan prinsip efek medan listrik yang dihasilkan oleh tegangan gate untuk mengendalikan aliran arus antara source dan drain. Ada dua jenis MOSFET: N-channel MOSFET dan P-channel MOSFET, tergantung pada tipe pembawa muatan mayoritas yang digunakan.

2. Tujuan [ kembali ]

Mempelajari cara mencari hambatan yang tidak diketahui yang dilengkapi JFET N-Chanel
Mempelajari cara mencari hambatan yang tidak diketahui yang dilengkapi MOSFET N-Chanel

3. Alat dan Bahan [ kembali ]

· 1. Power

Power adalah komponen yang menghasilkan tegangan.

2. Resistor

Resistor adalah komponen yang menyuplai hambatan yang digunakan untuk mengatur arus dan tegangan listrik.

3. Ground

Definisi grounding adalah sistem pentanahan yang berfungsi untuk meniadakan beda potensial sehingga jika ada kebocoran tegangan atau arus akan langsung dibuang ke bumi. Atau bisa sebagai menetralisir komponen yang tidak standar pada rangkaian elektronika.

4. Voltmeter dan Ampermeter

Voltmeter adalah perangakat listrik yang berfungsi untuk menghitung tegangan dan amperemeter adalah perangkat yang berfungsi untuk menghitung arus yang mengalir di suatu rangkaian.

5. JFET N-Chanel

JFET adalah transistor efek medan gerbang persimpangan. Transistor normal adalah perangkat yang dikendalikan arus yang membutuhkan arus untuk biasing, sedangkan JFET adalah perangkat yang dikendalikan tegangan

Saat Gate diberi tegangan 0 Volt maka depletion layer pada sambungan P-N pada pada kedua sisi tidak mengembang atau tipis sehingga arus dapat melintas dari Drain ke Source dengan mudah sehingga dapat mengalirkan arus. Semakin besar tegangan negatif pada terminal Gate maka depletion layer semakin lebar hingga maksimum dimana akan menutupi atau menghalangi jalur arus dari Drain ke Source sehingga tidak akan ada arus yang mengalir pada Drain atau JFET bisa dikatakan pada kondisi off.

6. MOSFET N-Chanel

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) adalah sebuah perangkat semionduktor yang secara luas di gunakan sebagai switch dan sebagai penguat sinyal pada perangkat elektronik. MOSFET adalah inti dari sebuah IC ( integrated Circuit ) yang di desain dan di fabrikasi dengan single chip karena ukurannya yang sangat kecil.

Struktur N-Channel Mosfet atau disebut dengan NMOS terdiri dari subtract tipe P dengan daerah Source dan Drain deberi Difusi N+. Diantara daerah Source dan Drain terdapat sebuah celah sempit dari subtract P yang di sebut dengan channel yang di tutupi oleh isolator yang terbuat dari Si02

4. Dasar Teori [ kembali ]

Proses desain adalah fungsi dari area aplikasi, tingkat amplifikasi yang diinginkan, kekuatan sinyal, dan kondisi operasi. Langkah pertama biasanya adalah menetapkan dc yang tepat tingkat operasi.

Gambar 7.50 Konfigurasi bias diri untuk dirancang

Sebagai contoh, jika tingkat VD dan ID ditentukan oleh jaringan pada Gambar 7.50, tingkat VGSQ dapat ditentukan dari plot kurva transfer dan Rs kemudian dapat ditentukan dari VGS = ID.RS. Jika VDD ditentukan, tingkat RD kemudian dapat dihitung dari RD (VDD - VD) / ID. Tentu saja, nilai RS dan RD mungkin bukan nilai komersial standar, yang mengharuskan penggunaan nilai komersial terdekat. Namun, dengan toleransi (kisaran nilai) yang biasanya ditentukan untuk parameter jaringan, sedikit variasi karena pilihan nilai standar jarang menimbulkan kekhawatiran nyata dalam proses desain.

Di atas hanyalah satu kemungkinan untuk fase desain yang melibatkan jaringan pada Gambar 7.50. Ada kemungkinan bahwa hanya VDD dan RD yang ditentukan bersama dengan tingkat VDS. Perangkat yang akan digunakan mungkin harus ditentukan bersama dengan tingkat RS. Tampaknya logis bahwa perangkat yang dipilih harus memiliki VDS maksimum yang lebih besar dari nilai yang ditentukan dengan margin aman.

Secara umum, ini merupakan praktik desain yang baik untuk amplifier linier untuk memilih titik operasi yang tidak memenuhi wilayah tingkat saturasi (IDSS) atau batas (VP). Tingkat VGSQ yang mendekati VP / 2 atau IDQ di dekat IDSS / 2 tentunya merupakan titik awal yang masuk akal dalam desain. Tentu saja, dalam setiap prosedur desain tingkat maksimum ID dan VDS sebagai yang muncul di lembar spesifikasi tidak boleh dilampaui.

Contoh yang harus diikuti memiliki orientasi desain atau sintesis di tingkat tertentu yang disediakan dan parameter jaringan seperti RD, RS, VDD, dan seterusnya, harus ditentukan. Bagaimanapun, pendekatan ini dalam banyak hal berlawanan dengan yang dijelaskan di bagian sebelumnya. Dalam beberapa kasus, ini hanya masalah penerapan hukum Ohm dalam bentuk yang sesuai. Secara khusus, jika tingkat resistif diminta, hasilnya sering diperoleh hanya dengan menerapkan hukum Ohm dalam bentuk berikut

Dimana VR dan IR seringkali merupakan parameter yang dapat ditemukan langsung dari tingkat tegangan dan arus yang ditentukan

5. Problem [ kembali ]

Example

1. Berdasarkan jaringan Gambar 7.51, tingkat VDQ dan IDQ ditentukan. Tentukan nilai RD dan RS yang dibutuhkan. Apa nilai komersial standar terdekatnya?

Gambar 7.51

Solusi :

Seperti pada persamaan R :

Dari kurva transfer pada Gambar 7.51 dan menggambar garis horizontal pada IDQ = 2.5 mA akan menghasilkan VGSQ = -1 V, dan menerapkan VGS = - IDRS akan menetapkan tingkat Rs:

Gambar 7.52 Menentukan VGSQ untuk jaringan Gambar 7.51

Nilai komersial standar terdekat adalah :

2. Untuk konfigurasi bias pembagi tegangan pada Gambar 7.53, jika VD =12 V dan VGSQ = - 2 V, tentukan nilai RS.

Gambar 7.53

Solusi :

Nilai VG yang ditentukan sebagai berikut :

Persamaan untuk VGS kemudiann ditulis dan nilai yang diketahui diganti :

3. Jika VDS = 1/2 VDD and ID = ID(on) untuk jaringan Gambar. 7.54 . Tentukan tingkat VDD dan RD

Gambar 7.54

Solusi :

Diberikan ID = ID(on) = 4 mA dan VGS = VGS(on) = 6 V, untuk konfigurasi ini :

Dengan persamaan dari hasil (7.42) diperoleh nilai komersial standar :

Problem

1. Rancang jaringan self-bias menggunakan transistor JFET dengan IDSS = 8 mA dan VP = -6 V agar memiliki Q-point pada IDQ = 4 mA menggunakan supply 14 V. Asumsikan RD = 3RS dan gunakan nilai standar.

Jawab :

2. Rancang jaringan bias pembagi tegangan menggunakan MOSFET tipe deplesi dengan IDSS 10 mA dan VP 4 V untuk memiliki titik-Q pada IDQ 2,5 mA menggunakan suplai 24 V.Selain itu, atur VG 4 V dan gunakan RD 2.5 RS dengan R1 22 M. Gunakan nilai standar.

Jawab :