fet dan mosfet

1.    FIELD EFFECT TRANSISTOR (FET)

 

Symbol FET

Field Effect Transistor (FET) merupakan suatu jenis transistor khusus. Tidak seperti transistor biasa, yang akan menghantar bila diberi arus basis, transistor jenis ini akan menghantar bila diberikan tegangan (jadi bukan arus). Kaki-kakinya diberi nama Gate (G), Drain (D) dan Source (S).

Kanal n dibuat dari bahan semikonduktor tipe n dan kanal p dibuat dari semikonduktor tipe p. Ujung atas dinamakan Drain dan ujung bawah dinamakan Source. Pada kedua sisi kiri dan kanan terdapat implant semikonduktor yang berbeda tipe. Terminal  kedua sisi implant ini terhubung satu dengan lainnya secara internal dan dinamakan Gate.

Field efect (efek medan listrik) berasal dari prinsip kerja transistor ini yang berkenaan dengan lapisan deplesi (depletion layer). Lapisan ini terbentuk antara semikonduktor tipe n dan tipe p, karena bergabungnya elektron dan hole di sekitar daerah perbatasan. Sama seperti medan listrik, lapisan deplesi ini bisa membesar atau mengecil tergantung dari tegangan antara gate dengan source.

Beberapa Kelebihan FET dibandingkan dengan transistor biasa ialah antara lain penguatannya yang besar, serta desah yang rendah. Karena harga FET yang lebih tinggi dari transistor, maka hanya digunakan pada bagian-bagian yang memang memerlukan. Ujud fisik FET ada berbagai macam yang mirip dengan transistor. Seperti halnya dengan transistor, ada dua jenis FET yaitu Kanal N dan Kanal P. Kecuali itu terdapat beberapa macam FET ialah Junktion FET (JFET) dan Metal Oxide Semiconductor FET (MOSFET).

1.  MOSFET

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) adalah suatu transistor dari bahan semikonduktor (silikon) dengan tingkat konsentrasi ketidakmurnian tertentu. Tingkat dari ketidakmurnian ini akan menentukan jenis transistor tersebut, yaitu transistor MOSFET tipe-N (NMOS) dan transistor MOSFET tipe-P (PMOS). Bahan silicon digunakan sebagai landasan (substrat) dari penguras (drain), sumber (source), dan gerbang (gate). Selanjutnya transistor dibuat sedemikian rupa agar antara substrat dan gerbangnya dibatasi oleh oksida silikon yang sangat tipis. Oksida ini diendapkan di atas sisi kiri dari kanal, sehingga transistor MOSFET akan mempunyai kelebihan dibanding dengan transistor BJT (Bipolar Junction Transistor), yaitu menghasilkan disipasi daya yang rendah.

MOS dapat dibagi menjadi dua, yaitu:

1)      Transistor Mode Pengosongan (Transistor Mode Depletion) Pada transistor mode depletion, antara drain dan source terdapat saluran yang menghubungkan dua terminal tersebut, dimana saluran tersebut mempunyai fungsi sebgai saluran tempat mengalirnya electron bebas. Lebar dari saluran itu sendiri dapat dikendalikan oleh tegangan gerbang. Transistor MOSFET mode pengosongan terdiri dari tipe-N dan tipe-PP, simbol transistor ditunjukkan dalam Gambar 1.

Gambar 1 Simbol Transistor MOSFET Mode Depletion

(a). N-Channel Depletion (b). P-Channel Depletion

2)      Transistor Mode peningkatan (Transistor Mode Enhancement) Transistor mode   enhancement ini pada fisiknya tidak memiliki saluran antara drain dan sourcenya karena lapisan bulk meluas dengan lapisan SiO2 pada terminal gate. Transistor MOSFET mode peningkatan terdiri dari tipe-N dan tipe-P, simbol transistor ditunjukkan dalam Gambar 2.

Gambar 2 Simbol Transistor MOSFET Mode Enhancement

(a). N-Channel Enhancement (b). P-Channel Enhancement

Bentuk Dasar MOSFET

1)      NMOS tipe Enhancement

Struktur transistor NMOS terdiri atas substrat tipe-p dengan daerah source dan drain diberi difusi n+. Diantara daerah source dan drain terdapat suatu daerah sempit dari substrat p yang disebut channel yang ditutupi oleh lapisan tang penghantar (isolator) yang terbuat dari SiO2. Panjang channel disebut Length (L) dan lebarnya disebut Width (W). Gerbang (gate) terbuat dari polisilikon dan ditutup oleh penyekat yang diendapkan. Struktur transistor NMOS terdiri atas substrat tipe-p dan tipe-n. kedua parameter ini sangat penting untuk mengontrol MOSFET. Parameter yang tidak kalah penting adalah ketebalan lapisan oksida yang menutupi daerah channel (tox). Di atas lapisan insulating tersebut didepositkan polycrystalline silicon (polysilicone) electrode, yang disebut dengan gerbang (gate). struktur fisik NMOSFET tipe enhancement ditunjukkan dalam Gambar 4.

Gambar 4 Struktur fisik N-MOSFET tipe Enhancement

2)      PMOS tipe Enhancement

Struktur transistor PMOS terdiri atas substrat tipe-n dengan daerah source dan drain diberi difusi p+, dan untuk kondisi yang lain adalah sama dengan NMOS.