Apa Itu JFET?
Transistor Efek Medan Persimpangan (JFET) adalah perangkat aktif tiga terminal yang memiliki fungsi penguatan, dan merupakan jenis transistor efek medan unipolar yang paling sederhana. Perangkat ini terdiri dari gerbang (G) persimpangan p-n, sumber (S), dan saluran (D), yang dapat dibedakan menjadi kanal-N atau kanal-P, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut:
Bagaimana Cara Kerja JFET?
Kita tidak dapat mempelajari hubungan antara tegangan masukan JFET (UGS) dan arus masukan (iG) seperti pada BJT, karena JFET memiliki impedansi masukan yang sangat tinggi, dan iG mendekati nol. Oleh karena itu, kita hanya dapat mempelajari hubungan antara tegangan masukan (UGS) dan arus keluaran (iD), yang disebut karakteristik transfer; sedangkan hubungan antara tegangan keluaran (UDS) dan arus keluaran (iD) disebut karakteristik keluaran. Gambar di bawah ini menunjukkan kurva karakteristik transfer dan karakteristik keluaran:
Sebenarnya, kurva karakteristik transfer dan kurva karakteristik keluaran bersifat tumpang tindih. Dengan kata lain, kita dapat menggambar grafik lain dari satu grafik. Caranya pun sangat sederhana. Misalnya, kita menggambar garis vertikal pada posisi UDS=6V pada gambar kanan, yang memotong beberapa kurva, dan titik-titik yang diperoleh digambar sebagai kurva pada gambar kiri (berlabel UDS=6V). Contoh lain adalah memilih posisi UDS=1,2V, menggambar garis vertikal, dan Anda akan mendapatkan kurva karakteristik transfer yang berbeda pada gambar kiri (label UDS=1,2V garis hijau).
Bagaimana cara mengetahui status kerja JFET?
Kondisi kerja JFET lebih rumit. Dalam pengoperasian normal, JFET dapat bekerja pada daerah pemutusan, daerah resistansi variabel, dan daerah arus konstan. Selain itu, JFET juga memiliki kondisi kerja yang tidak normal, seperti kondisi di mana UGS lebih besar dari 0 V pada JFET saluran-N.
Langkah 1: Identifikasi sumber (S) dan saluran (D) pada JFET
Pada banyak rangkaian, terminal S dan D pada JFET tidak diberi tanda, sehingga kita perlu belajar membedakan terminal S (sumber) dan D (saluran) pada JFET dalam rangkaian tersebut.
Aturannya adalah sebagai berikut:
Pada JFET kanal-N, arah arus yang dihasilkan oleh sumber daya eksternal mengalir dari D ke S.
Pada JFET kanal-P, arah arus yang dihasilkan oleh sumber daya eksternal adalah dari S ke D.
Langkah 2: Periksa status JFET
Setelah Anda mengidentifikasi pin-pinnya (S = sumber dan D = saluran), Anda dapat dengan mudah menilai kondisi kerja JFET berdasarkan tabel di bawah ini.
| N-channel JFET | UGS≤UGSOFF | UGS＜UGSOFF≤0v | UGS>0V |
| Cut-off Area | UDS＜UDS_DV, Variable Resistance Area | Abnormal state | |
| UDS＞UDS_DV, Constant Current Zone | |||
| P-channel JFET | UGS≥UGSOFF | UGSOFF＞UGS≥0v | UGS＜0V |
| Cut-off Area | UDS>UDS_DV, Variable Resistance Area | Abnormal state | |
| UDS＜UDS_DV, Constant Current Area |
Bias JFET dengan IDSS, VGS(off), dan kebocoran gerbang
Rangkaian JFET mengendalikan arus drain dengan memberi bias terbalik pada sambungan gerbang-kanal, sehingga arus masukannya sangat kecil tetapi tidak nol. Sebaran IDSS dan VGS(off) antarperangkat cukup lebar; bias harus memenuhi batas lembar data, bukan hanya satu kurva tipikal.
- Periksa polaritas: bedakan tanda tegangan kanal N dan P sebelum memasang bias gerbang.
- Gunakan bias mandiri: resistor sumber memberi umpan balik negatif dan menstabilkan titik kerja.
- Sisakan ruang tegangan: pertahankan tegangan drain-sumber yang cukup untuk arus dan ayunan sinyal.
- Masukkan kapasitansi: gerbang-sumber dan gerbang-drain membatasi penguatan frekuensi tinggi.
- Lindungi gerbang: cegah pelepasan elektrostatik dan tegangan balik berlebih saat penanganan maupun uji.
Fitur JFET
- Kemampuan JFET untuk beroperasi baik dalam mode deplesi maupun mode
enhansemen:- Dalam mode deplesi, JFET biasanya dalam keadaan ON, dan arus mengalir melalui saluran ketika tidak ada tegangan yang diterapkan pada terminal gerbang
.- Dalam mode enhansemen, JFET biasanya dalam keadaan OFF, dan aliran arus melalui saluran dikendalikan oleh tegangan yang diterapkan pada terminal gerbang.
- JFET memiliki impedansi masukan yang tinggi, yang berarti ia dapat menerima rentang sinyal masukan yang luas tanpa memengaruhi kinerja sirkuit.
- JFET memiliki impedansi keluaran yang rendah, yang berarti JFET dapat menggerakkan beban impedansi rendah dengan degradasi sinyal minimal.
- JFET dapat digunakan sebagai resistor yang dikendalikan tegangan, di mana resistansi saluran dapat dikendalikan oleh tegangan yang diterapkan pada terminal gerbang.
