Language
Country/Area
No result found
Perjalanan Menakjubkan Semikonduktor: Bagaimana JFET ditemukan?
Pada perangkat elektronik modern, transistor efek medan (FET) memegang peranan yang sangat penting. Transistor efek medan sambungan (JFET) merupakan salah satu komponen dasar dalam perangkat ini. Sebagai perangkat semikonduktor tiga terminal, JFET berfungsi untuk mengendalikan sakelar dan resistor secara elektronik, dan bahkan dapat digunakan untuk membangun amplifier. Tidak seperti transistor sambungan bipolar (BJT), JFET sepenuhnya dikendalikan tegangannya, yang berarti tidak memerlukan arus bias, suatu fitur yang menjadikan JFET sebagai keunggulan besar dalam banyak aplikasi.
JFET biasanya menghantarkan arus ketika tegangan antara gerbang dan sumbernya adalah nol. Jika tegangan bias dengan polaritas yang sesuai diterapkan, maka aliran arus akan berkurang.
Cara kerja JFET
Prinsip dasar pengoperasian JFET dapat dibandingkan dengan selang taman. Jumlah aliran air dapat dikontrol dengan mengecilkan diameter pipa air. Ketika tegangan diberikan antara gerbang dan sumber JFET, terbentuklah daerah penipisan yang tidak lagi menghantarkan listrik karena kurangnya pembawa muatan bergerak. Ketika daerah penipisan meluas, penampang saluran konduktif berkurang, sehingga membatasi aliran arus. Ketika lapisan penipisan cukup tebal untuk menjangkau seluruh saluran konduktif, JFET memasuki apa yang disebut sebagai keadaan "squeeze-off".
JFET dapat dianggap sebagai komponen mode penipisan, yang mengandalkan prinsip daerah penipisan untuk mengontrol aliran arus.
Evolusi historis JFET
Pengembangan JFET dapat ditelusuri kembali ke awal abad ke-20. Julius Lilienfeld mengajukan serangkaian paten mirip FET pada tahun 1920-an dan 1930-an. JFET sejati pertama kali dipatenkan pada tahun 1945 oleh Heinrich Welker. Pada tahun 1940-an, pemenang Hadiah Nobel John Bardeen, Walter Houser Brattain, dan William Shockley juga mengembangkan FET, tetapi teknologinya saat itu belum matang, dan satu demi satu mengalami kegagalan. Akhirnya, JFET yang berasal dari teori Shockley pada tahun 1952 berhasil dibangun pada tahun 1953 oleh George C. Dacey dan Ian M. Ross.
Pada tahun 1950, insinyur Jepang Jun-ichi Nishizawa dan Y. Watanabe mematenkan perangkat serupa yang disebut transistor terinduksi statis (SIT).
Pengenalan struktur
Struktur dasar JFET terdiri dari bagian panjang bahan semikonduktor terdoping, yang dapat berupa semikonduktor tipe-p atau tipe-n. Setiap ujung membentuk sambungan ohmik, sumber (S) dan saluran pembuangan (D). Sambungan pn terbentuk di kedua sisi atau di sekitar saluran semikonduktor ini dan tegangannya dibias melalui kontak gerbang ohmik (G).
Rasio JFET
Dibandingkan dengan transistor efek medan lainnya, arus gerbang JFET pada suhu ruangan (yaitu, arus bocor terbalik dari gerbang ke sambungan saluran) sebanding dengan MOSFET, tetapi jauh lebih rendah daripada arus basis transistor sambungan bipolar. JFET memiliki transkonduktansi yang lebih tinggi daripada MOSFET dan memiliki derau kedipan yang rendah, sehingga digunakan dalam beberapa penguat operasional dengan derau rendah dan impedansi masukan yang tinggi.
Karena JFET memiliki impedansi masukan yang sangat tinggi dalam rangkaian, ia hanya mengonsumsi sedikit arus untuk rangkaian yang digunakan sebagai masukan.
Situasi terkini dan masa depan JFET
Dengan evolusi teknologi, terutama diperkenalkannya perangkat celah pita lebar silikon karbida (SiC) komersial pada tahun 2008, JFET telah menjadi layak dalam aplikasi peralihan tegangan tinggi dan berkecepatan tinggi. Meskipun terdapat kesulitan dalam produksi JFET SiC pada awalnya, masalah ini pada dasarnya telah terpecahkan dan digunakan secara luas dalam skenario di mana ia digunakan dengan MOSFET silikon tegangan rendah tradisional.
Seiring dengan perkembangan teknologi elektronik, teknologi JFET juga akan menghadapi lebih banyak aplikasi dan tantangan. Dapatkah kita mengharapkan JFET memainkan peran dan potensi yang lebih besar dalam perangkat elektronik masa depan?
