LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA II

MOSFET DOSEN :EFRI SANDI S.Pd MT

Disusun Oleh :

Ratna Addafiah(5215136244)

JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA2015

I. Tujuan :Setelah melakukan percobaan/praktikum ini, mahasiswa dapat :1. Mengetahui cara kerja dari rangkaian MOSFET2. Mejelaskan aksi gerbang (Gate) MOSFET terhadap polaritas sumber daya.3. Mengetahui besar arus dan tegangan yang mengalir pada piranti MOSFET dalam rangkaian.4. Menyelidiki MOSFET sebagai saklar.

II. Teori Singkat :MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) merupakan salah satu jenis transistor yang memiliki impedansi masukan (gate) sangat tinggi (Hampir tak berhingga) sehingga dengan menggunakan MOSFET sebagai saklar elektronik, memungkinkan untuk menghubungkannya dengan semua jenis gerbang logika. Dengan menjadikan MOSFET sebagai saklar, maka dapat digunakan untuk mengendalikan beban dengan arus yang tinggi. Untuk membuat MOSFET sebagai saklar maka hanya menggunakan MOSFET pada kondisi saturasi (ON) dan kondisi cut-off (OFF). MOSFET memiliki 3 terminal yaitu Source (S), Drain (D), dan Gate (G). Source adalah terminal tempat pembawa muatan mayoritas masuk ke kanal untuk menyediakan arus melalui kanal. Gate adalah elektroda yang mengontrol konduktansi antara Source dan Drain. Sinyal input diberikan pada terminal Drain.

Gambar 1. Komponen MOSFET Type N dan Type P

Kelebihan utama dari MOSFET daripada transistor adalah masukannya yang secara listrik diisolasi dari sela (rest) MOSFET (lihat gambar di bawah ini), menghasilkan sebuah impedansi masukan tinggi, yang mengurangi arus masukan dan disipasi daya. Piranti MOSFET saluran N serupa dengan transistor bipolar NPN yang terdiri dari dua sambungan N-P yang bertolak belakang. Arus hanya akan mengalir turun ke bawah dari Drain melewati Source jika suatu tegangan positif diterapkan ke basis, dalam hal ini basisnya MOSFET adalah Gate (gerbang).Lapisan bahan Silikon Dioksida atau Silikon Dioxide (SiO2) di antara bahan Gate dan Substrate P pada Gate MOSFET, mencegah setiap arus gerbang (Gate) mengalir, yang akan menjadikan sebuah masukan dengan impedansi tinggidan konsumsi daya rendah. MOSFET yang ditunjukkan dalam gambar di atas adalah piranti pada keadaan normal OFF, karena tidak terdapat pembawa muatan negative dalam bahan P agar arus dapat mengalir. Arus listrik akan mengalir turun dari drain (penguras) ke source (sumber) jika sebuah tegangan positif diterapkan untuk gate (gerbang) yang diterima segera oleh bahan substrate. Tegangan ini akan menyebabkan sebuah medan listrik melewati lapisan SiO2 yang menolak atau menahan muatan positif dalam bahan P untuk membentuk sebuah saluran muatan negatif pada sisi kiri dari bahan P. Saluran yang dibentuk disebut saluran N karena berisi pembawa muatan negatif. MOSFET saluran P adalah berlawanan, disusun dari bahan P-N-P. Saluran dibentuk dengan menempatkan sebuah tegangan negative pada gerbang (gate) yang diterima segera oleh bahan substrate. Arus listrik dan tegangan juga berlawanan arahnya. Piranti IC dari seri MOS terdiri dari 3 jenis, yaitu: IC PMOS yang dibuat dari MOSFET saluran P, IC NMOS yang dibuat dari MOSFET tipe N, dan IC CMOS yang dibuat dari perpaduan atau gabungan (komplementer) MOSFET SALURAN P dan N. Teknologi MOS memiliki keunggulan yaitu dapat dikemas dengan kepadatan yang jauh lebih tinggi daripada transistor bipolar. Hal ini memungkinkan pabrik pembuat IC membuat ratusan fungsi logika pada sebuah chip IC tunggal dalam bentuk rangkaian VLSI. Sebagai contoh, dengan menggunakan teknologi CMOS dapat diwujudkan suatu sistem komputer dengan IC memori MOS yang berisi lebih dari 1 million (juta) sel memori per chip. Dan IC mikrokontroler dapat berisi lebih dari 10 chip IC LSI. Di antara IC NMOS dan IC PMOS, ternyata IC NMOS secara umum lebih banyak digunakan karena kecepatannya lebih tinggi dan pengemasannya lebih padat.Karakeristik MOSFET pada daerah Cut-Off antara lain sebagai berikut. Input gate tidak mendapat tegangan bias karena terhubung ke ground (0V) Tegangan gate lebih rendah dari tegangan treshold (Vgs < Vth) MOSFET OFF (Fully-Off) pada daerah cut-off ini. Tidak arus drain yang mengalir pada MOSFET Tegangan output Vout = Vds = Vdd Pada daerah cut-off MOSFET dalam kondisi open circuit.

Dengan beberapa karakteristik diatas maka dapat dikatakan bahwa MOSFET pada daerah Cut-Off merupakan saklar terbuka dengan arus drain Id = 0 Ampere. Untuk mendapatkan kondisi MOSFET dalam keadaan open maka tegangan gate Vgs harus lebih rendah dari tegangan treshold Vth dengan cara menghubungkan terminal input (gate) ke ground. Pada daerah saturasi MOSFET mendapatkan bias input (Vgs) secara maksimum sehingga arus drain pada MOSFET juga akan maksimum dan membuat tegangan Vds = 0V. Pada kondisi saturasi ini MOSFET dapat dikatakan dalam kondisi ON secara penuh (Fully-ON).Karakteristik MOSFET pada kondisi saturasi antar lain adalah : Tegangan input gate (Vgs) tinggi (diberi logika = 1) Tegangan input gate (Vgs) lebih tinggi dari tegangan treshold (Vgs >Vth) MOSFET ON (Fully-ON) pada daerah Saturasi Tegangan drain dan source ideal (Vds) pada daerah saturasi adalah 0 V MOSFET dianalogikan sebagai saklar kondisi tertutup Kondisi saturasi MOSFET dapat diperoleh dengan memberikan tegangan input gate yang lebih tinggi dari tegangan tresholdnya dengan cara menghubungkan terminal input ke Vdd. Sehingga MOSFET mejadi saturasi dan dapat dianalogikan sebagai saklar pada kondisi tertutup.

MOSFET dapat digambarkan sebagai saklar ON/OFF, seperti halnya transistor bipolar. Kita dapat menggunakan tabel di sampingnya untuk memperjelas bahwa rangkaian Inverter CMOS beroperasi seperti sebuah inverter.

III. Alat dan BahanMosfet NPN: 1 buahResistor 330 : 1 buahKabel penghubung (Jumper): 6 buahPower Suplly: 1 buahMultimeter Digital: 1 buahTrafo: 1 buah

IV. Gambar Rangkaian Percobaan :

Gambar 3. Rangkaian MOSFET type N

V. Hasil Praktikum : Hasil Pengukuran rangkaian MOSFET diatas. No.VinVoutSatuan

1.02,74Volt

2.32,70Volt

3.669,4mV

4.971,6mV

5.1273,5mV

VI. Analisis DataDari percobaan yang telah dilakukan, di dapat hasil pada tebel diatas. Dapat dianalisis bahwa MOSFET akan aktif ketika tegangan yang mengalir pada gate sebesar 2,1 Volt atau lebih. Dengan aktifnya mosfet, maka tegangan dari input yang mengalir output akan semakin berkurang, sehingga apabila diberikan led pada kaki output, maka led akan semakin redup hingga mati ketika tegangan pada kaki gate semakin membersar. .VII. Kesimpulan : MOSFET bisa digunakan sebagai saklar kondisi tertutup. Mosfet akan aktif bila adanya tegangan yang mengalir di kaki gate sebesar 2,1 Volt Ketika MOSFET aktif, tegangan akan yang mengalir dari kaki drain ke kaki source. Tegangan input gate (Vgs) lebih tinggi dari tegangan treshold (Vgs >Vth) MOSFET ON (Fully-ON) pada daerah Saturasi Tegangan drain dan source ideal (Vds) pada daerah saturasi adalah 0 V

VIII. Saran : Pemberian modul yang disertai keterangan serta tahapan praktikum yang jelas harus diberikan sebelum praktikum. Penjelasan mengenai materi praktik sebelum melakukan praktikum harus diadakan agar adanya pemahaman materi serta mksud dilakukannya praktikum. Lebih tersediannya alat yang diperlukan dalam praktikum. Perlu adanya pengecekan rutin pada alat dan bahan. Pastikan alat dan bahan dalam kondisi yang baik.