Memahami MOSFET: Cara Kerja, Jenis, dan Aplikasi Utama
MOSFET singkatan dari metal oxide semiconductor field-effect transistor. Seperti transistor konvensional lainnya, MOSFET adalah jenis transistor dengan banyak aplikasi dalam elektronika daya modern. Cara kerjanya bergantung pada aliran listrik melalui komponen ini. Penting untuk diketahui bahwa penggunaan MOSFET bervariasi di berbagai rangkaian. Artikel ini membahas cara kerja MOSFET, jenis dasar MOSFET, kelebihan dibandingkan BJT, serta aplikasinya. Anda juga akan mempelajari cara menerapkan MOSFET dalam rangkaian Anda.
Mari kita mulai!
Apa Itu MOSFET?
MOSFET adalah transistor yang kompakt. Transistor adalah perangkat semiconductor yang digunakan untuk mengontrol aliran arus listrik dengan mengatur sejumlah tegangan yang mengalir melaluinya.
Yang membedakannya dari BJT adalah cara arus melewatinya. Pada MOSFET, tegangan yang diterapkan pada wilayah gate menentukan seberapa banyak arus yang mengalir dari drain ke source. Properti inilah yang memberi nama pada MOSFET – Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors. Secara menarik, transistor ini dapat memperkuat sinyal atau membiarkan hanya satu jenis penangkap muatan listrik tertentu melalui.
(STRUKTUR MOSFET)
SUMBER: Wiki Commons
Singkatnya, MOSFET adalah perangkat tiga terminal yang menentukan aliran listrik dalam rangkaian tertutup. Terminal utamanya adalah Source (S), gate (G), dan Drain (D). Fungsinya bergantung pada tegangan gate yang diterapkan. Namun, jika Anda mempertimbangkan badannya, MOSFET adalah perangkat empat terminal.
(MOSFET dengan latar belakang hardware komputer elektronik)
Jenis Dasar MOSFET
Ada tiga jenis dasar MOSFET.
Jenis pertama adalah "N-channel enhancement-mode MOSFET" atau biasanya menyala (n-channel MOSFET). Ia mengizinkan aliran arus melalui saluran antara drain dan source bahkan dengan nol tegangan input yang diterapkan di terminalnya. Selain itu, ini berarti ia tidak memerlukan sinyal gate untuk operasi dan berguna dalam rangkaian digital sederhana. Di sini, pin dipisahkan secara fisik.
(N-channel Enhancement Mode MOSFET)
Jenis kedua MOSFET adalah "N-channel depletion-mode" atau biasanya mati (n-channel). Tipe ini memerlukan tegangan negatif untuk menyala dan mengizinkan aliran arus listrik. Selain itu, ia memiliki keunggulan karena jenis transistor ini bertindak sebagai resistor saat mati. Oleh karena itu, sangat berguna dalam aplikasi tertentu yang memerlukan kontrol tegangan input. Pin terhubung secara fisik.
(N-Channel Depletion Mode MOSFET)
Ketiga, "P-channel depletion-mode MOSFET transistor" biasanya mati (p-channel MOSFET). Tipe ini mencegah arus mengalir melaluinya kecuali muatan positif mengalir melalui terminalnya. Ini berarti transistor ini bertindak sebagai isolator. Oleh karena itu, tidak cocok untuk aplikasi tertentu di mana perlu melewatkan arus setiap saat.
(P-Channel Depletion Mode MOSFET)
Terakhir, "P-channel enhancement mode MOSFET" atau biasanya menyala (p-channel) MOSFET. Tipe ini memerlukan nol tegangan gate-source untuk konduksi arus. Selain itu, ia memiliki keunggulan dibandingkan dengan sejenis n-channel karena ia tidak membuang energi saat dalam keadaan mati. Fitur ini memungkinkan penggunaannya dalam aplikasi switching.
(P-Channel Enhancement Mode MOSFET)
Bagaimana Cara Kerja MOSFET?
Hal pertama yang harus kita bahas adalah bagaimana MOSFET bekerja? Jawabannya mungkin akan mengejutkan Anda!
(Skema Sirkuit MOSFET)
SUMBER: Wiki Commons
MOSFET bekerja dengan mengizinkan atau mencegah arus mengalir melalui terminalnya tergantung pada tegangan yang diterapkan. Ia bekerja berdasarkan efek medan listrik yang dihasilkan oleh tegangan yang diterapkan di permukaan semiconductor yang berdekatan dengan lapisan metal oxide. Akibatnya, MOSFET dapat bekerja sebagai tipe p atau n.
Elektroda gate mengontrol konduktivitas saluran antara saluran di source dan wilayah drain dalam perangkat. Prinsip operasi ini membuat transistor bertindak sebagai switch ideal. Dengan demikian, memungkinkan kita mengontrol aliran listrik dalam rangkaian kita.
Ini cara Anda dapat menggunakan MOSFET. Dengan mengontrol seberapa besar tegangan yang mengalir melalui wilayah gate, Anda dapat menentukan arus drain dalam saluran drain-source.
(Simbol MOSFET dalam desain inline)
Catatan: Penting untuk diketahui bahwa transistor MOSFET dan BJT sedikit berbeda. Pada BJT, arus mengalir dari collector ke emitter, sedangkan pada MOSFET, aliran ini terjadi antara source dan drain. Yang terjadi adalah ketika tegangan yang diterapkan pada terminal gate melebihi tegangan ambang tertentu, arus mulai mengalir melaluinya.
Kelebihan MOSFET dibandingkan BJT
Kelebihan MOSFET dibandingkan BJT adalah sebagai berikut:
- Pertama, MOSFET berguna untuk membuat rangkaian yang lebih kompakt.
- Kedua, MOSFET membutuhkan daya dan energi lebih sedikit daripada transistor BJT, sehingga lebih efisien secara keseluruhan. Karena tidak ada arus base, perangkat ini sangat sedikit membuang energi saat dalam keadaan mati.
- Ketiga, MOSFET lebih murah untuk diproduksi dibandingkan transistor BJT. Oleh karena itu, mereka adalah pilihan yang disukai saat merancang rangkaian di rumah atau untuk tujuan hobi.
- Selanjutnya, MOSFET dapat bekerja dalam lingkungan suhu tinggi karena terminal gate-nya tidak memerlukan isolasi seperti yang diperlukan transistor PNP. Ini membuatnya berguna dalam aplikasi di mana suhu menjadi sangat tinggi.
- Terakhir, MOSFET berguna untuk penguatan tegangan karena memiliki dua terminal konduktif. Fitur ini memungkinkan aliran arus yang lebih besar melalui rangkaian saat dalam keadaan menyala. Sebaliknya, BJT hanya membutuhkan satu terminal untuk melewatkan arus listrik dari terminal drain ke source atau sebaliknya.
(Engineer komputer dengan cemlis)
Aplikasi MOSFET
MOSFET sangat berguna dalam aplikasi daya listrik untuk mengontrol tegangan. Ia dapat melakukan ini dengan mudah dengan mengontrol aliran arus melalui terminal gate. Akibatnya, MOSFET dapat menyala atau mati (mirip dengan switch primer). Selain itu, ini menjadikan MOSFET perangkat ideal sebagai antarmuka antara sumber daya dan perangkat yang perlu mendapatkan daya.
(Mosfet sebagai switch)
Contoh aplikasi n-channel MOSFET. Ketika switch ditekan, LED menyala.
SUMBER; Wiki Commons
MOSFET juga dapat memperkuat arus yang melewatinya dengan membiarkan arus listrik yang lebih besar mengalir melalui elektroda drain saat dalam keadaan menyala. Ini membuat MOSFET cocok untuk aplikasi yang memerlukan penguatan tegangan (seperti memperkuat gelombang suara).
MOSFET berguna dalam aplikasi di mana mereka perlu mengubah keadaan dengan cepat, menjadikannya perangkat berharga dalam desain rangkaian yang memerlukan banyak switching.
- Sebagai resistor yang dikontrol tegangan atau resistor variabel
Saat MOSFET bertindak sebagai switch mati dalam aplikasi, ia merupakan perangkat yang cocok untuk membuat resistor variabel atau yang dikontrol tegangan.
(Transistor)
Kesimpulan
Kesimpulannya, MOSFET adalah perangkat transistor yang cocok dan dapat berguna dalam berbagai aplikasi. Mereka mudah digunakan dan dipahami.
Kami harap Anda telah mempelajari cara kerja MOSFET serta penggunaannya dalam kehidupan sehari-hari! Jika Anda memiliki pertanyaan lebih lanjut, silakan beri tahu kami. Kami akan dengan senang hati membantu.
