Apa Itu Transistor MOSFET ? Jenis dan Cara Kerjanya

Transistor MOSFET merupakan salah satu komponen elektronik yang banyak digunakan dalam berbagai rangkaian untuk mengatur dan mengendalikan aliran arus listrik. 

Komponen ini memiliki karakteristik dan cara kerja yang berbeda dibandingkan jenis transistor lainnya, sehingga pemahaman mengenai fungsi serta prinsip dasarnya menjadi penting sebelum membahas penggunaannya secara lebih lanjut. 

Dalam penerapannya, transistor MOSFET dapat ditemukan pada berbagai rangkaian elektronik, mulai dari sistem sederhana hingga perangkat dengan teknologi yang lebih kompleks. 

Oleh karena itu, kalian harus tahu apa itu transistor MOSFET, struktur, terminal, dan cara kerja agar karakteristik serta penggunaannya dalam rangkaian dapat dipahami dengan lebih mudah.

Apa Itu Transistor MOSFET ?

Transistor MOSFET

MOSFET merupakan singkatan dari Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor. Sederhananya, MOSFET adalah jenis transistor yang digunakan untuk mengatur aliran arus listrik berdasarkan tegangan yang diberikan ke terminal Gate.

MOSFET memiliki tiga terminal utama, yaitu Gate, Drain, dan Source. Gate berfungsi sebagai pengendali, sedangkan Drain dan Source menjadi jalur utama arus listrik.

Cara kerjanya cukup mudah dibayangkan. Ketika tegangan pada Gate diberikan sesuai kebutuhan, MOSFET dapat membuka jalur antara Drain dan Source sehingga arus mengalir. Ketika tegangan tersebut dikurangi atau dihilangkan, jalur dapat ditutup. 

Dengan cara kerjanya seperti itu, tidak heran MOSFET banyak digunakan sebagai sakelar elektronik.

Bagian dan Struktur Transistor MOSFET

Bagian dan Struktur Transistor MOSFET menjadi hal penting untuk dipahami sebelum mempelajari cara kerja komponen ini secara lebih mendalam.

Setiap bagian pada MOSFET memiliki fungsi yang saling berkaitan dalam mengatur aliran arus listrik melalui komponen. 

Dengan memahami susunan dan fungsi dari setiap bagian tersebut, pembaca akan lebih mudah mengetahui bagaimana transistor MOSFET bekerja ketika digunakan dalam sebuah rangkaian elektronik. 

Pembahasan berikut akan mengenalkan bagian-bagian utama transistor MOSFET beserta struktur dan fungsi masing-masing.

1. Gate

Gate adalah bagian yang digunakan untuk mengendalikan MOSFET. Tegangan antara Gate dan Source disebut VGS. Perubahan VGS menentukan apakah MOSFET berada dalam kondisi menghantar atau tidak.

2. Drain dan Source

Drain dan Source merupakan terminal yang menjadi jalur utama arus. Pada kondisi tertentu, arus dapat mengalir dari Drain ke Source atau sebaliknya, tergantung jenis dan konfigurasi MOSFET.

3. Body atau Substrate

Di dalam MOSFET terdapat bagian yang disebut body atau substrate. Pada power MOSFET, struktur internalnya juga dapat membentuk body diode yang perlu diperhatikan ketika MOSFET digunakan pada rangkaian switching.

4. Kanal N dan P

MOSFET tersedia dalam dua tipe kanal utama, yaitu N-channel dan P-channel. Keduanya memiliki cara pengendalian yang berbeda sehingga penggunaannya disesuaikan dengan kebutuhan rangkaian.

Bagaimana Cara Kerja Transistor MOSFET ?

Cara kerja transistor MOSFET bergantung pada tegangan antara Gate dan Source.

Pada contoh N-channel enhancement MOSFET, ketika tegangan Gate cukup untuk membentuk kanal, jalur antara Drain dan Source menjadi lebih mudah dilewati arus. MOSFET kemudian berada pada kondisi ON.

Sebaliknya, ketika tegangan Gate tidak cukup, kanal tidak terbentuk seperti yang dibutuhkan dan MOSFET berada pada kondisi OFF.

Hal penting yang perlu diperhatikan adalah VGS(th). Nilai ini menunjukkan tegangan ambang ketika kanal mulai terbentuk berdasarkan kondisi pengujian datasheet. 

VGS(th) bukan berarti MOSFET sudah bekerja penuh. Untuk mengetahui tegangan yang tepat agar MOSFET bekerja dengan baik, lihat nilai RDS(on) pada datasheet.

Saat MOSFET OFF

Ketika OFF, MOSFET berusaha menahan tegangan antara Drain dan Source. Kemampuan ini ditentukan oleh parameter seperti VDS atau BVDSS.

Saat MOSFET ON

Ketika ON, arus dapat mengalir melalui MOSFET. Pada kondisi ini, nilai RDS(on) menjadi penting karena semakin besar resistansi, semakin besar pula energi yang berubah menjadi panas.

Jenis-Jenis Transistor MOSFET

MOSFET dapat dibedakan berdasarkan jenis kanal dan cara kerjanya.

N-Channel

N-channel banyak digunakan dalam rangkaian switching karena memiliki karakteristik konduksi yang baik. MOSFET jenis ini umum ditemukan pada power supply, motor controller, converter, dan berbagai rangkaian elektronika daya.

P-Channel

P-channel dapat digunakan untuk kebutuhan switching tertentu, terutama pada beberapa rangkaian high-side. Cara mengaktifkannya berbeda dari N-channel sehingga pemilihannya harus disesuaikan dengan desain rangkaian.

Enhancement Mode

MOSFET enhancement mode pada dasarnya berada dalam kondisi OFF dan membutuhkan tegangan Gate yang sesuai agar dapat menghantarkan arus. Jenis ini sangat umum digunakan pada rangkaian elektronik modern.

Depletion Mode

MOSFET depletion mode memiliki karakteristik yang berbeda karena dapat berada dalam kondisi menghantar tanpa tegangan pengendalian tertentu. Penggunaannya lebih khusus dibandingkan enhancement mode.

Dengan memahami fungsi setiap terminal dan parameter utama tersebut, penggunaan transistor MOSFET menjadi lebih mudah dan risiko salah memilih komponen dapat dikurangi.

Baca juga