Junction Field Effect Transistor (JFET)

Transistor efek medan sambungan (TEMS, JFET atau JUGFET) adalah tipe paling sederhana dari transistor efek medan. Ini dapat digunakan sebagai sebuah sakelar terkendali elektronik atau resistansi terkendali tegangan. Muatan listrik mengalir melalui kanal semikonduktor di antara saluran sumber dan cerat. Dengan memberikan tegangan panjar ke saluran gerbang, kanal dijepit, jadi arus listrik dihalangi atau dimatikan sepenuhnya. dengan kata lain Junction Field Effect Transistor, atau JFET, adalah pengendali tegangan yang di kontrol oleh perangkat semikonduktor unipolar tiga terminal yang tersedia dalam konfigurasi N-channel dan P-channel.

Dalam tutorial Bipolar Junction Transistor, dapat dilihat bahwa arus Collector keluaran dari transistor sebanding dengan arus input yang mengalir ke terminal Base perangkat, sehingga menjadikan transistor bipolar perangkat yang dioperasikan “CURRENT” (model Beta) sebagai arus yang lebih kecil. dapat digunakan untuk mengganti arus beban yang lebih besar.

Field Effect Transistor, atau FET, menggunakan tegangan yang diterapkan ke terminal input mereka, yang disebut Gerbang (Gate) untuk mengontrol arus yang mengalir sehingga arus keluaran sebanding dengan tegangan input. Karena operasi mereka bergantung pada medan listrik yang dihasilkan oleh tegangan Gerbang input, maka akan menjadikan Field Effect Transistor perangkat yang dioperasikan “VOLTAGE”.

Transistor efek medan dapat dibuat jauh lebih kecil dari transistor BJT yang setara dan seiring dengan konsumsi daya yang rendah dan disipasi daya menjadikannya ideal untuk digunakan dalam sirkuit terintegrasi seperti kisaran CMOS dari chip logika digital.

Transistor efek medan adalah perangkat tiga terminal yang dibangun tanpa sambungan PN dalam jalur arus utama antara terminal Drain dan Source. Terminal-terminal ini sesuai fungsinya masing-masing untuk Kolektor dan Emitor dari transistor bipolar. Jalur saat ini antara dua terminal ini disebut "channel" yang dapat dibuat dari bahan semikonduktor tipe-P atau tipe-N.

Kontrol arus yang mengalir di saluran ini dicapai dengan memvariasikan tegangan yang diterapkan ke Gerbang. Seperti namanya, Transistor Bipolar adalah perangkat "Bipolar" karena mereka beroperasi dengan kedua jenis pembawa muatan, Holes dan Electrons. Field Effect Transistor di sisi lain adalah perangkat "Unipolar" yang hanya bergantung pada konduksi electrons (saluran-N) atau holes (saluran-P).

Field Effect Transistor memiliki satu keunggulan utama dibandingkan transistor bipolar yang standar, yaitu impedansi inputnya (RIN) sangat tinggi, sedangkan BJT relatif rendah. Impedansi masukan yang sangat tinggi ini membuatnya sangat sensitif terhadap sinyal tegangan input, tetapi karena sensitivitas tinggi ini juga berarti dapat dengan mudah rusak oleh listrik statis.

Ada dua jenis utama transistor efek medan, Junction Field Effect Transistor atau JFET dan Insulated-gate Field Effect Transistor atau IGFET, yang lebih umum dikenal sebagai Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor Medan atau MOSFET.

Junction Field Effect Transistor

Ada dua konfigurasi dasar transistor efek medan junction, N-channel JFET dan P-channel JFET. Saluran N-channel JFET didoping dengan donor impurities yang berarti bahwa arus mengalir melalui saluran negatif (maka istilahnya N-channel) dalam bentuk elektron.

Demikian juga, saluran P-channel JFET didoping dengan acceptor impurities yang berarti bahwa arus yang mengalir melalui saluran adalah positif (maka istilahnya P-channel) dalam bentuk holes. N-channel JFET memiliki konduktivitas saluran yang lebih besar (resistansi yang lebih rendah) daripada tipe saluran-P yang setara, karena elektron memiliki mobilitas yang lebih tinggi melalui konduktor dibandingkan dengan holes. Ini menjadikan JFET N-channel sebagai konduktor yang lebih efisien dibandingkan dengan P-channel.

Ada dua koneksi listrik ohmic di kedua ujung saluran yang disebut Drain dan Source. Tetapi di dalam saluran ini ada sambungan listrik ketiga yang disebut terminal Gerbang (Gate) dan ini juga bisa berupa material tipe-P atau tipe-N yang membentuk sambungan-PN dengan saluran utama.

Hubungan antara koneksi junction field effect transistor dan bipolar junction transistor dibandingkan di bawah ini.

Perbandingan Koneksi antara JFET dan BJT

Bipolar Transistor (BJT)	Field Effect Transistor (FET)
Emitter – (E) >> Source – (S)
Base – (B) >> Gate – (G)
Collector – (C) >> Drain – (D)

Simbol dan konstruksi dasar untuk kedua konfigurasi JFET ditunjukkan di bawah ini.

“channel” semikonduktor Junction Field Effect Transistor adalah jalur resistif yang dengan tegangan VDS menyebabkan arus ID mengalir dan dengan demikian junction field effect transistor dapat mengalirkankan arus yang sebanding di kedua arah.

Hasilnya sambungan-PN memiliki bias balik yang tinggi di terminal Drain dan bias balik yang lebih rendah di terminal Source. Bias ini menyebabkan "lapisan penipisan (depletion layer)" terbentuk di dalam saluran dan yang lebarnya meningkat dengan bias.

Besarnya arus yang mengalir melalui saluran antara terminal Drain dan Source dikontrol oleh tegangan yang diterapkan pada terminal Gate, yang merupakan bias balik. Dalam JFET saluran N, tegangan Gerbang ini negatif sedangkan untuk saluran P JFET tegangan Gerbang positif.

Perbedaan utama antara JFET dan perangkat BJT adalah bahwa ketika persimpangan JFET dibiaskan terbalik, arus Gerbang praktis nol, sedangkan arus Basis BJT selalu beberapa nilai lebih besar dari nol.