Top Banner
1
106

Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Mar 17, 2019

Download

Documents

truonghanh
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

1

Page 2: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

PENDAHULUAN

• Bahan semikonduktor ( setengah penghantar ) adalah bahan selain penghantar dan penyekat yang pada temperatur mutlak yaitu pada 0 K.

• Dalam keadaan murninya mempunyai sifat sebagai penyekat ; sedangkan pada temperatur kamar ( 27 ˚ C ) dapat berubah sifatnya menjadi bahan penghantar.

• Bahan yang dapat berubah sifat kelistrikannya apabila temperatunya berubah-ubah.

2

Page 3: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Tabel periodik semikonduktor

3

Page 4: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Struktur atom semikonduktor

4

Page 5: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Jenis – jenis semikonduktor

• Berdasarkan tingkat kemurnian ;• Intrinsik : semikonduktor murni yang tidak

diberi doping

• Ekstrensik : semikonduktor murni yang diberi doping

5

Page 6: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Semikonduktor Intrinsik

• Semikonduktor yang belum mengalami penyisipan oleh atom akseptor atau atom donor

• Pada suhu tinggi elektron valensi dapat berpindah menju pita konduksi, dengan menciptakan hole pada pita valensi

• Pengahantar listrik pada semikonduktor adalah elektron dan hole

6

Page 7: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Semikonduktor Intrinsik

7

Page 8: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Semikonduktor ekstrinsikTipe N Pengotoran oleh atom pentavalent yaitu, bahan

kristal dengan inti atom memiliki 5 elektron valensi.

Contoh ; P , As

Atom pengotor disebut atom donorPembawa muatan disebut elektron

8

Page 9: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Semikonduktor eksterinsik

9

Page 10: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Semikonduktor eksterensikTipe PPengotoran oleh atom trivalent yaitu, bahan kristal

dengan inti atom memiliki 3 elektron valensi.

Contoh ; B, Ga

Atom pengotornya disebut atom akseptorPembawa muatan disebut hole

10

Page 11: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Semikonduktor eksterensik

11

Page 12: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Semikonduktor eksterensikPN JUNCTIONJika semikonductor disambungkan, maka

elektron akan berdifusi menuju daerah tipe-p, dan sebaliknya hole akan berdifuso menuju daerah tipe-n, sehingga terbentuk daerah persambungan.

Pada daerah persambungan ini terbebas dari muatan mayoritas, tetapi terjadi dipole muatan sehingga timbul medan listrik dan terjadi potensial halang.

12

Page 13: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Semikonduktor eksterensik

13

Page 14: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Semikonduktor eksterensik

14

Tidak semua atom dapat digunakan sebagai atom akseptor atau atom donor, ada beberapa persyaratan :

1.Ukuran atom yang hampir sama dengan atom murni

2.Memiliki jumlah elektron valensi berbeda satu dengan atom murni

Page 15: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Sifat Bahan Semikonduktor

15

Page 16: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Komponen menggunakan semikonduktor

• Dioda• Transistor• Sel Surya

16

Page 17: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Sel Surya Polycrystal

Page 18: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Sel Surya Monocrystal

Page 19: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Aplikasi

• Detektor Kualitas DagingPada umumnya daging diawetkan dengan cara

dibekukan. Sebenarnya ada suhu optimum yang dibutuhkan agar daging bisa bertahan lama.

Sensor dari semikonduktor mendeteksi gas ethil-asetat yang muncul ketika daging mulai membusuk.

19

Page 20: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Detektor Kualitas Daging

Sensor dibuat dari bahan semikonduktor padatan SnO2-La2O3 dengan metoda lapisan tebal pada substrat alumina.

Gas Ethil Asetat akan bereaksi dengan La203 yang membentuk lapisan deplesi

Page 21: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Aplikasi

• ICMerupakan aplikasi yang paling banyak

dalam pemanfaatan semikonduktor.Dalam sebuah IC terdapat beberapa jenis

semikonduktor baik berupa transistor maupun dioda.

Page 22: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

Daftar Pustaka

22

Albert Paul Malvino, 2003. Prinsip – Prinsip Elektronika, Jakarta. Penerbit Salemba Teknika

http://one.indoskripsi.com/judul-skripsi-makalah-tentang/semikonduktor-1

http://docs.google.com/gview?a=v&q=cache:0DTH3jkC56EJ:202.65.121.165/elcom2/file.php/1/Animasi_Fisika/adaptif_fisika/25_semikonduktor.pdf+pengertian+semi+konduktor&hl=id&gl=id&pid=bl&srcid=ADGEESiI-hLXy4ka-_0wZJa-yoPU8zFqZv4FUi3ejuxfvHKhniTlBVUPI4Wiu2rRwLFzmLg5mx7Za_TsZ0bc6_lLh6FAZvXUUqgIALmRBVg-e5Frb9_dY-_lYz5LZxF-_qQkWz3j1eGF&sig=AFQjCNGk-hwekRwZBAk9tw3tpIBKgVppTw

http://myblogmyown.wordpress.com/2009/04/07/isolator-dan-semi-konduktor/

Page 23: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

23

FIELD EFFECT TRANSISTOR

Disadur dari : Ir.Bambang Sutopo,M.Phil, Jurusan Teknik Elektro, FT-UGM

Page 24: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

24

DRIVER RELAY(diskusi tugas lalu)

VVCC

RELAYDIODADIODAfreewheelfreewheel

Relay membutuhkan arus sekitar 50 sampai 100 mili Amper

RB

JENUHB

BECCB I

VVR

2

IB-JENUH = arus basis yang membuat transistor dalam kondisi jenuh.

Page 25: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

25

TRANSISTOR SBG BUFER OP-AMP

+

_

Input 1

Input 2

relay

R

R harus bisa membatasi arus agar arus yang dikeluarkan op-amp tak terlalu besar.

R harus masih dapat membuat transistor jenuh.

Page 26: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

26

Pilihan R tergantung kemampuan IC

mengeluarkan arus (source)

ataudimasuki arus

(sink)

relay

relay

relay

200mA

100mA R

25mAR

Page 27: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

27101

102

103

104

105

0

500

1000

1500

2000

2500Tegangan VCE vs Hambatan Basis

RB (Ohm)

Tega

ngan

VC

E (m

V) Eka Ardi

Daerah Tak stabil

Page 28: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

28101

102

103

104

105

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90Arus Basis vs Hambatan Basis

RB (Ohm)

Aru

s B

asis

(mA

) Eka Ardi

BC107

Page 29: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

29102

103

104

0

20

40

60

80

100

120Arus Basis, Tegangan VCE dan Hambatan Basis

RB (Ohm)

Aru

s B

asis

(mA

)/ Te

gang

an V

CE

(mV

)

Page 30: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

30100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000

5

10

15

20

25

30

35

40

45Arus Basis, Tegangan VCE dan Hambatan Basis

RB (Ohm)

Aru

s B

asis

(mA

)/ Te

gang

an V

CE

(mV

)

1

2

3

IB

VCE

Page 31: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

31

LM 339/239

OPEN COLLECTOR

VCC

Beban

Rpull-up

Page 32: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

32

AND+

_

+

_

12V

1K

Page 33: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

33

+

_

+

_

12V

1K

4,7K

4,7K

8,2K

12V

1K

Vin

Lampu

Page 34: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

34

Page 35: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

35

IC 555

Page 36: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

36

LM 741

Page 37: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

37

LM 358

Page 38: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

38

TOTEM POLE OUTPUT

LM 358

Page 39: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

39

SOURCE CURRENT

Page 40: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

40

SINK CURRENT

Page 41: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

41

LM 124/234/324

Page 42: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

42

IC 555

Page 43: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

43

relay

RDIODA FOTO

KOMPARATOR SCHMITT

PROYEK KITA

Page 44: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

44

Field Effect Transistor - FET

Mengapa kita masih perlu transistor jenis lain?

BJT mempunyai sedikit masalah.

BJT selalu memerlukan arus basis IB, walaupun arus ini kecil, tetapi tidak bisa diabaikan, terutama sekali saat BJT digunakan sebagai saklar, pasti dibutuhkan arus yang cukup besar untk membuat transistor jenuh.

Page 45: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

45

Field Effect Transistor - FETApakah ada jenis transistor lain yang bisa digerakkan dengan tegangan tanpa membutuhkan arus ?

Jawabannya ada di FET.Dengan perantaraan FET, kita dapat menghubungkan peralatan komputer atau transduser yang tidak bisa menghasilkan arus, dengan alat yang lebih besar.

FET bisa digunakan sbg bufer, sehingga tidak membutuhkan arus dari komputer/trasduser. Teknologi modern pembuatan IC, ternyata dimensi transistor FET bisa dibuat sangat kecil, sehingga pembuatan IC saat ini berdasarkan transistor FET ini.

Page 46: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

46

FET vs BJT

BJTBase (B)Collector (C)Emitter (E)

Base currentCollector currentCollector-Emitter Voltage

FETGate (G)Drain(D)Source(S)

Gate VoltageDrain currentDrain-source voltage

Page 47: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

47

Jenis-jenis FET• JFET (Junction FET)• MOSFET (Metal Oxide Silikon FET)• PMOS ( MOS saluran P)• NMOS (MOS saluran N)• Masih banyak lagi

Page 48: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

48

FETFET VDS

VGS

ID

IS

Parameter FET : ID, VGS, VDS.

Dasar pemikiran FET:

Ada arus ID = IS yang mengalir melalui saluran, yang besarnya saluran dikendalikan oleh tegangan VGS.

Karena arus lewat saluran (yang berupa hambatan) maka ada tegangan VDS.

Page 49: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

49

Junction FETs

Page 50: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

50

JFET saluran N

Page 51: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

51

Daerah deplesi membesar dengan bertambahnya tegangan balik

Page 52: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

52

Page 53: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

53

Saluran N

Page 54: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

54

Page 55: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

55

Page 56: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

56

Page 57: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

57

Arus Drain current vs tegangan drain-ke-source (tegangan gate-source = 0)

Page 58: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

58

n-Channel FET for vGS = 0.

Page 59: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

59

Typical drain characteristics of an n-channel JFET.

Page 60: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

60

If vDG exceeds the breakdown voltage VB, drain current increases rapidly.

Page 61: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

61

Page 62: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

62

KURVA KARAKTERISTIK Junction FET

Hubungan

VGS dan ID

2PGSD VVkI

k : konstanta

VP : tegangan pinch-off atau threshold.

Arus dibatasi hanya saat tegangan VGS = 0

Page 63: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

63

Junction FET – Sumber Arus

Kurva tak dipengaruhi tegangan VDS.

Arus hanya dipengaruhi VGS bukan VDS.

RS membuat VGS selalu negatip.

Misalnya RS = 4K, VGS = -4 V.

Arus di Rload = 1 mA.

RS

VDD

RLoad

Page 64: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

64

KURVA VDS-ID Junction FET

22

2DS

DSPGSDVVVVkI

Ada dua daerah operasi :

saturation

linear.

Linear 2PGSD VVkI

SaturationLinear

Saturation

Page 65: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

65

For low values of VDS the slopes, change from

a resistance (~5v/2.7mA~1.9k) to

a resistance (5v/10mA~0.5k).

A resistance is controlled by an input voltage.

VGSRG

VDD

RD

VDS, DRAIN-SOURCE VOLTAGE, (Volts)

This makes it possible to have an element in a circuit that can be electronically adjusted.

JFET - variable resistor

Page 66: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

66

JFET - variable resistor (2)

Now lets analyze the circuit. In the linear region we had a relationship between ID and VDS.

To find the effective resistance this is the voltage across the channel divided by the current through the channel.

22

2DS

DSTGSDVVVVkI

VGS

RG

VDD

RD

221 DS

TGSDS

D

DS

VVVkVI

R

If it wasn’t for the last term, we would have a value of 1/RDS that was proportional to VGS, the control voltage and didn’t depend on VDS (remember VT is a constant of the FET, the pinch off voltage). This is like a resistor, and it forms a VOLTAGE DIVIDER with RD.

Page 67: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

67

n-Channel depletion MOSFET.

Page 68: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

68

n-Channel enhancement MOSFET showing channel length L and channel width W.

Page 69: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

69

n-Channel depletion MOSFET showing channel length L and channel width W.

Page 70: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

70

enhancement-mode n-channel MOSFET

Page 71: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

71

vGS < Vto pn junction antara drain dan body reverse biased iD=0.

Page 72: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

72

vGS < Vto pn junction antara drain dan body reverse biased iD=0.

Terbentuk saluran N

Page 73: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

73

For vGS < Vto the pn junction between drain and body is reverse biased and iD=0.

Page 74: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

74

vGS >Vto terbentuk saluran n. vGS bertambah saluran membesar.

vDS kecil ,I D sebanding dengan vDS.

resistor tergantung nilai vGS.

Page 75: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

75

vDS bertambah, saluran mengecil di drain dan Laju pertambahan iD : melambat

Saat vDS> vGS -Vto, iD tetap

Page 76: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

76

Threshold VoltageVto (VP)

Page 77: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

77

Kurva karakteristik transistor NMOS

Page 78: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

78Drain characteristics

Page 79: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

79

Rangkaian penguat sederhana menggunakan NMOS .

Page 80: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

80Drain characteristics and load line

Page 81: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

81

vDS versus time.

Page 82: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

82

Page 83: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

83Graphical solution

Page 84: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

84

Page 85: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

85

The more nearly horizontal bias line results in less change in the Q-point.

Page 86: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

86

Sinyal campuran

Page 87: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

87

Rangkaian Ekivalen FET

Page 88: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

88

Rangkaian ekivalen FET ( iD terpengaruh vDS)

Page 89: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

89Penentuan gm dan rd

Page 90: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

90

Common-source amplifier.

Page 91: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

91

Rangkaian Ekivalen Common-Source amplifier.

Page 92: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

92Common-source amplifier dengan nilai R

Page 93: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

93 vo(t) dan vin(t) versus time

Page 94: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

94

Gain magnitude versus frequency

Page 95: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

95Source follower.

Page 96: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

96

Rangkaian Ekivalen Source Follower.

Page 97: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

97

Common-gate amplifier.

Page 98: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

98

n-Channel depletion MOSFET.

Page 99: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

99

Drain current versus vGS in the saturation region for n-channel devices.

Page 100: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

100

p-Channel FET circuit symbols. Sama = n-channel devices,

kecuali arah panah

Page 101: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

101

MOSFET-switch

Power MOSFET dapat dialiri arus besar sampai 75 A, dan daya 150 W.

Saat ON punya hambatan sekitar 10 Ohm.

Contoh : IRF510

Mempunyai arus maksimum 5,6 A dab hambatan saat ON 0,4 Ohm.

IRF510

VGS

RG

VDD

RLOAD

Page 102: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

102

MOSFET-switch (2)

Kurva ID vs. VGS.

Ideal saklar:

saat OFF Arus =0.

Dari kuva terlihat :

Tegangan VGS

< 3 volt, ID = 0

> 5 V arus besar. OFF

ON

Note the log scale!

Page 103: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

103

PMOS

It is made in n-type silicon.

In this device the gate controls hole flow from source to drain.

source

drain

n-type Si p

gate+ -

p

What if we apply a big negative voltage on the gate?

If |VGS |>|Vt | (both negative)

then we induce a + charge on the surface (holes)

source drain

n-type Si

P-MOSgate

p p

|VGS |>|Vt |

Page 104: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

104

NMOS and PMOS Compared NMOS“Body” – p-typeSource – n-typeDrain – n-type VGS – positive VT – positive VDS – positive ID – positive (into drain)

PMOS“Body” – n-typeSource – p-typeDrain – p-type VGS – negative VT – negative VDS – negative ID – negative (into drain)

G

n nID

DS

pB

G

pID

DS

nB

ID

4321VDS

VGS=3V1 mA

VGS=0

(for IDS = 1mA)

4321VDS

VGS= 3V1 mA

VGS=0

ID

(for IDS = -1mA)

Page 105: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

105

NMOS circuit symbol

CIRCUIT SYMBOLS

G

S

D

A small circle is drawn at the gate to remind us that the polarities are reversed for PMOS.

PMOS circuit symbol

G

S

D

Page 106: Bipolar Transistors - Voltage Amplifiers · PPT file · Web view2018-08-16 · * Tabel periodik semikonduktor * Struktur atom semikonduktor * Jenis ... donor Pembawa muatan disebut

106

PMOS Transistor Switch ModelOperation compared to NMOS: It is complementary.

For PMOS for the normal circuit connection is to connect S to VDD (The function of the device is a “pull up”)

VG = VDD

Switch is open : Drain (D) is disconnected from Source (S) when VG = VDD

VG =0

Switch is closed: Drain (D) is connected to Source (S) when VG =0

G

S

D

VDD

VDD

Switch OPEN

VDD

G

S

D

V=0

Switch CLOSED

S

D

G