1. Tujuan[kembali]
- Untuk mengetahui karakteristik Transistor JFET
- Mengetahui arus pengeluaran dan arus kendali pada transistor
2. Alat dan Bahan[kembali]
.Alat dan Bahan
1.JFET
JFET adalah sebuah bahan semikonduktor yang cukup panjang, dikotori untuk mendapatkan muatan listrik positif (tipe-p) atau negatif (tipe-n) yang melimpah. Koneksi pada setiap ujung semikonduktor membentuk sumber dan cerat. Saluran gerbang mempunyai pengotoran yang berlawanan dengan kanal yang mengelilinginya, jadi terbentuk pertemuan p-n pada antarmuka. Saluran yang menghubungkan keluar biasanya dibuat ohmik.
2. Batterai
Baterai adalah suatu
komponen elektronika yang berfungsi sebagai sumber tegangan pada rangkaian.
3. Resistor
4. Ground
Sebagai proteksi peralatan elektronik atau instrumentasi sehingga dapat mencegah kerusakan akibat adanya bocor tegangan
3. Dasar Teori[kembali
KARAKTERISTIK TRANSFER
Untuk transistor BJT arus keluaran IC dan arus pengendali masukan IB dihubungkan kembali dengan beta, yang dianggap konstan untuk analisis yang akan dilakukan. Dalam bentuk persamaan,
Dalam Persamaan. (5.2) ada hubungan linier antara IC dan IB. Menggandakan level IB dan IC akan meningkat dengan faktor dua juga.
Sayangnya, hubungan linier ini tidak ada antara keluaran dan jumlah masukan JFET. Hubungan antara ID dan VGS ditentukan oleh persamaan Shockley:
Istilah kuadrat dari persamaan akan menghasilkan hubungan nonlinier antara ID dan VGS, menghasilkan kurva yang tumbuh secara eksponensial dengan besaran VGS yang semakin menurun.
Untuk analisis dc yang akan dilakukan pada Bab 6, pendekatan grafis daripada pendekatan matematis secara umum akan lebih langsung dan lebih mudah diterapkan. Pendekatan grafis, bagaimanapun, akan membutuhkan sebidang Persamaan. (5.3) untuk mewakili perangkat dan plot persamaan jaringan yang menghubungkan variabel yang sama. Solusinya ditentukan oleh titik perpotongan kedua kurva. Penting untuk diingat saat menerapkan pendekatan grafis bahwa karakteristik perangkat tidak akan terpengaruh oleh jaringan tempat perangkat digunakan. Persamaan jaringan dapat berubah seiring dengan perpotongan antara dua kurva, tetapi kurva transfer ditentukan oleh Persamaan. (5.3) tidak terpengaruh. Oleh karena itu secara umum:
Karakteristik transfer yang ditentukan oleh persamaan Shockley tidak terpengaruh oleh jaringan tempat perangkat digunakan.
Kurva transfer dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan Shockley atau dari karakteristik keluaran pada Gambar 5.10. Pada Gambar 5.15 disediakan dua grafik, dengan vertikal
Gambar 5.15 Memperoleh kurva transfer dari karakteristik drain.
Penskalaan dalam miliampere untuk setiap grafik. Salah satunya adalah plot ID versus VDS, sedangkan yang lainnya adalah ID versus VGS. Menggunakan karakteristik drain di sebelah kanan sumbu "y", garis horizontal dapat ditarik dari wilayah saturasi kurva yang dilambangkan VGS = 0 V ke sumbu ID. Level saat ini yang dihasilkan untuk kedua grafik adalah IDSS. Titik perpotongan pada kurva ID versus VGS akan ditampilkan karena sumbu vertikal didefinisikan sebagai VGS = 0 V.
Sedang ditinjau :
Ketika VGS = 0 V, ID = IDSS.
Ketika VGS = VP = -4 V, arus drain adalah nol miliampere, menentukan titik lain pada kurva transfer. Itu adalah:
Ketika VGS = VP, ID = 0 mA
Sebelum melanjutkan, penting untuk menyadari bahwa karakteristik saluran mengaitkan satu keluaran (atau saluran) kuantitas dengan keluaran (atau saluran) kuantitas lain — kedua sumbu ditentukan oleh variabel di wilayah yang sama dari karakteristik perangkat. Karakteristik transfer adalah plot arus keluaran (atau drain) versus kuantitas pengendali masukan. Oleh karena itu, ada "transfer" langsung dari variabel input ke variabel output saat menggunakan kurva di sebelah kiri Gambar 5.15. Jika hubungannya linier, plot ID versus VGS akan menghasilkan garis lurus antara IDSS dan VP. Namun, kurva parabola akan terjadi karena jarak vertikal antara langkah-langkah VGS pada karakteristik drain pada Gambar 5.15 berkurang secara nyata karena VGS menjadi semakin negatif. Bandingkan jarak antara VGS = 0 V dan VGS = -1 V dengan antara VGS= -3 V dan pinch-off. Perubahan di VGS sama, tetapi perubahan ID yang dihasilkan sangat berbeda.
Jika garis horizontal ditarik dari kurva VGS = -1 V ke sumbu ID dan kemudian diperpanjang ke sumbu lainnya, titik lain pada kurva transfer dapat ditemukan. Perhatikan bahwa VGS= -1 V pada sumbu bawah kurva transfer dengan ID = 4,5 mA. Perhatikan dalam definisi ID di VGS = 0 V dan -1 V bahwa tingkat saturasi ID digunakan dan wilayah ohmik diabaikan. Melanjutkan dengan VGS = -2 V dan -3 V, kurva transfer dapat diselesaikan. Ini adalah kurva transfer ID versus VGS yang akan digunakan lebih lama dalam analisis Bab 6 dan bukan karakteristik drainase di Gambar 5.15. Beberapa paragraf berikutnya akan memperkenalkan metode cepat dan efisien untuk memplot ID versus VGS mengingat hanya tingkat IDSS dan persamaan VP dan Shockley.
Menerapkan Persamaan Shockley
Kurva transfer Gambar 5.15 juga dapat diperoleh langsung dari persamaan Shockley (5.3) diberikan hanya nilai IDSS dan VP. Tingkat IDSS dan VP menentukan batas kurva pada kedua sumbu dan hanya menyisakan kebutuhan untuk menemukan beberapa titik plot perantara. Validitas Persamaan. (5.3) sebagai sumber kurva transfer pada Gambar 5.15 paling baik ditunjukkan dengan memeriksa beberapa level spesifik dari satu variabel dan menemukan level yang dihasilkan dari variabel lain sebagai berikut:
Mengganti VGS = 0 V, memberi
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.15. Perhatikan perawatan yang dilakukan dengan tanda negatif untuk VGS dan VP dalam perhitungan di atas. Hilangnya satu tanda akan menghasilkan hasil yang sangat keliru.
Harus jelas dari penjelasan di atas bahwa mengingat IDSS dan VP (seperti yang biasanya diberikan pada lembar spesifikasi) tingkat ID dapat ditemukan untuk setiap tingkat VGS. Sebaliknya, dengan menggunakan aljabar dasar kita dapat memperoleh [dari Persamaan. (5.3)] persamaan untuk tingkat yang dihasilkan VGS untuk tingkat ID tertentu. Derivasi cukup lurus ke depan dan akan menghasilkan
Mari kita uji Persamaan. (5.6) dengan mencari level VGS yang akan menghasilkan arus drain 4,5 mA untuk perangkat dengan karakteristik Gambar 5.15
seperti yang diganti dalam kalkulasi di atas dan diverifikasi oleh Gambar 5.15
Metode Singkatan
Karena kurva transfer harus diplot terlalu sering, akan sangat menguntungkan untuk memiliki metode singkatan untuk memplot kurva dengan cara tercepat dan paling efisien sambil mempertahankan tingkat akurasi yang dapat diterima. Format Persamaan. (5.3) sedemikian rupa sehingga level VGS tertentu akan menghasilkan level ID yang dapat diingat untuk memberikan titik plot yang diperlukan untuk membuat sketsa kurva transfer. Jika kita menentukan VGS menjadi satu setengah dari nilai pinch-off VP, tingkat ID yang dihasilkan adalah sebagai berikut, seperti yang ditentukan oleh persamaan Shockley:
Poin tambahan dapat ditentukan, tetapi kurva transfer dapat dibuat sketsa hingga tingkat akurasi yang memuaskan hanya dengan menggunakan empat titik plot yang ditentukan di atas dan ditinjau pada Tabel 5.1. Faktanya, dalam analisis Bab 6, maksimal empat titik plot digunakan untuk membuat sketsa kurva transfer. Pada sebagian besar kesempatan hanya dengan menggunakan titik plot yang ditentukan oleh VGS = VP / 2 dan persimpangan sumbu di IDSS dan VP akan memberikan akurasi yang cukup akurat untuk sebagian besar perhitungan.
4. Percobaan[kembali]
a. Prosedur Percobaan
- Siapkan alat dan bahan
- Hubungkan setiap alat dan bahan
- Simulasikan rangkaian
b. Rangkaian Simulasi
c. Prinsip Kerja
Saat gate diberi tegangan 0 V, maka ada arus yang mengalir pada drain yang melewati resistor5. Kumpulan soal[kembali]
Example
1. Buat sketsa kurva transfer yang ditentukan oleh IDSS = 12 mA dan VP = -6 V.
Solusi
Dua titik plot ditentukan oleh
IDSS = 12 mA dan VGS = 0 V.
dan
ID = 0 mA dan VGS = VP
pada VGS = VP / 2 = -6 V / 2 = -3 V arus drain akan ditentukan oleh ID = IDSS / 4 = 12 mA / 4 = 3 mA. Pada ID = IDSS / 2 = 12 mA / 2 = 6 mA tegangan gerbang-kesumber ditentukan oleh VGS= 3VP = 0,3 (-6 V) = - 1,8 V. Keempat titik plot didefinisikan dengan baik pada gambar 5.16 dengan kurva transfer lengkap
Untuk perangkat p-channel, persamaan Shockley (5.3) masih dapat diterapkan persis seperti yang terlihat. Dalam hal ini, baik VP dan VGS akan menjadi positif dan kurva akan menjadi bayangan cermin dari kurva transfer yang diperoleh dengan n-channel dan nilai pembatas yang sama
2. Buat sketsa kurva transfer untuk perangkat p-channel dengan IDSS = 4 mA dan VP = 3 V.
Solusi
Pada VGS = VP / 2 = 3 V / 2 = 1,5 V, ID = IDSS / 4 = 4 mA / 4 = 1 mA.
Pada ID = IDSS / 2 = 4 mA / 2 = 2 mA, VGS = 0.3VP = 0.3 (3 V) = 0.9 V.Kedua titik plot muncul pada Gambar 5.17 bersama dengan titik yang ditentukan oleh IDSS dan VP
Pilihan Ganda
1. Carilah nilai-nilai berikut ini berdasarkan rangkaian pada Gambar dibawah Ini
Tentukan nilai :
a.VGSQ
b. IDQ
c.VDS
d.VD
e.VG
f.VS
Jawab :
Pendekatansecara Matematis :
2. Tentukan nilai-nilai berikut ini pada rangkaian pembiasan diri Gambar dibawah ini
Tentukan nilai berikut :
a. VGSQ
b. IDQ
c. VDS
d. VS
e. VG
f. VD
Jawab :
a. Tegangan VGS ditentukan oleh :VGS = - ID. RS
Misalkan kita pilih ID = 4 mA, shg nilai VGS adalah VGS = - (4 mA).(1 K Ohm) = -4 Volt. Kita pilih ID = 8 mA, maka nilai VGS = -8 Volt. Sehingga kita mendapatkan garis lurus yg melewati (ID = 0 ; VGS = 0) , (ID = 4mA; VGS = 4 Volt),(ID = 8mA; VGS = 8 Volt) sebagai berikut :
> Untuk membuat grafik kuadratis sesuai dengan persamaan Shockley, maka tentukan dulu minimal 3 titik koordinat untuk menggambar grafik. Yaitu (ID max = IDSS), (VGS = Vp) dan (VGS = 0,5 Vp).ü
> Sehingga kita bisa memperoleh grafik kuadratis dan titik operasi (Q-point) yg merupakan titik potong antara garis lurus dan grafik kuadratis seperti pada Gambar dibawah ini
6. Download File[kembali]
Download HTML[ DISINI ]
Download Gambar [ DISINI ]
Download Video [ DISINI ]
Download Rangkaian Simulasi [ DISINI ]
Download Datasheet [ DISINI ]
[menuju awal]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar