Apa itu MOSFET? Fungsi, Jenis, dan Cara Mengeceknya
MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) adalah jenis transistor yang sangat umum pada rangkaian daya dan digital modern. MOSFET berfungsi sebagai sakelar atau penguat sinyal, dan tersedia dalam berbagai tipe serta paket. Artikel ini menjelaskan fungsi dasar MOSFET, jenis yang sering dipakai, serta langkah-langkah praktis untuk mengecek kondisi MOSFET dengan alat dasar seperti multimeter.
Apa fungsi MOSFET?
Secara garis besar, MOSFET memiliki dua fungsi utama:
- Saklar Daya: Mengendalikan arus besar pada konverter, driver motor, regulator switching, dan power supply.
- Penguat Sinyal: Digunakan pada sirkuit analog atau rangkaian input sensitivitas tinggi karena impedansi gerbang yang tinggi.
Bagian utama MOSFET
MOSFET memiliki tiga terminal utama:
- Gate (G) — input tegangan yang mengendalikan konduktivitas.
- Drain (D) — terminal keluaran arus (sisi beban).
- Source (S) — terminal referensi arus (biasanya ke ground atau referensi).
Jenis-jenis MOSFET yang umum
- Enhancement MOSFET — tipe paling umum; butuh tegangan gate untuk mengalirkan arus.
- Depletion MOSFET — jarang dipakai; biasanya konduktif tanpa tegangan gate dan membutuhkan tegangan untuk mematikan.
- N-channel (N-MOSFET) — lebih cepat dan memiliki Rds(on) lebih rendah untuk arus besar (umum pada switching power).
- P-channel (P-MOSFET) — digunakan pada sisi high-side switching, cenderung memiliki Rds(on) lebih tinggi dari N-channel untuk spesifikasi serupa.
- Logic-level MOSFET — dirancang untuk menyala penuh pada tegangan gate rendah (mis. 4.5V atau 3.3V), cocok untuk mikrokontroler.
Kapan MOSFET rusak? Gejala umum
- Perangkat tidak menyala / beban selalu aktif (MOSFET shorted).
- Panaskan MOSFET saat beban kecil (Rds(on) meningkat atau kegagalan termal).
- Fungsi switching tidak stabil atau kebocoran arus (leakage tinggi).
Cara mengecek MOSFET — metode praktis dengan multimeter
Langkah-langkah berikut aman untuk MOSFET yang dilepas dari rangkaian. Jika MOSFET masih terpasang, hasil tes bisa dipengaruhi komponen di sekitarnya.
Alat yang dibutuhkan
- Multimeter digital (mode diode & resistansi)
- Obeng isolasi / pinset (opsional)
- Grounding anti-statis (opsional tapi direkomendasikan)
1) Tes dioda (diode-mode)
- Set multimeter ke diode test. - Tempelkan lead merah ke Drain dan lead hitam ke Source pada MOSFET N-channel. Anda biasanya akan melihat tegangan searah ~0.4–0.8V jika jalur body diode terukur (tergantung paket). - Balik probe: lead merah ke Source dan hitam ke Drain — idealnya tidak boleh menunjukkan hubungan konduktif dalam kondisi normal (jika short berarti MOSFET kemungkinan rusak).
2) Tes Gate-Source charge (cek short gerbang)
- Ukur resistansi antara Gate dan Source (ohm mode). Nilai harus sangat besar (MΩ) atau OL (open). Jika terlihat resistansi rendah → kemungkinan gate rusak/terhubung.
3) Tes switching sederhana (mengisi gate lalu cek Drain-Source)
- Pastikan MOSFET dilepas dari PCB. - Dengan multimeter di mode ohm, sambungkan lead merah ke Drain dan hitam ke Source — catat nilai (harus > beberapa kΩ kalau gate tidak di-drive). - Sentuhkan gate ke source sejenak untuk mengosongkan muatan (atau gunakan resistor 100k ke G-S). - Beri tegangan gate sementara: gunakan baterai 9V lewat resistor 100k (atau 5V untuk logic-level) ke Gate dan ulang ukur Drain-Source; jika MOSFET N-channel sehat, resistansi Drain-Source akan turun tajam (menunjukkan MOSFET menjadi konduktor). - Ingat: beberapa MOSFET membutuhkan tegangan gate tinggi; lakukan hati-hati dan hanya bila Anda paham spesifikasi gate threshold (Vth).
Cara cek MOSFET saat terpasang pada papan (quick-check)
- Matikan daya dan lepaskan baterai. Ukur tegangan statis pada Gate, Drain, dan Source (ketika papan dalam kondisi stand-by) untuk melihat apakah driver gate bekerja.
- Jika ada short Drain-Source dengan resistansi sangat rendah (< 1Ω), kemungkinan MOSFET shorted — pertimbangkan desolder & uji terpisah.
- Periksa area sekitar MOSFET: jalur terbakar, komponen pengganti, atau heatsink yang longgar bisa menyebabkan masalah performa.
Tools lanjutan untuk pemeriksaan lebih akurat
- Curve tracer / transistor tester (untuk mendapatkan kurva Id-Vds dan parameter Rds(on)).
- Oscilloscope — berguna untuk melihat sinyal gate & switching transien saat perangkat bekerja.
- Thermal camera — untuk mendeteksi hotspot akibat kegagalan internal atau Rds(on) tinggi.
Memilih pengganti MOSFET: apa yang harus dicek di datasheet
- Vds (Drain-Source Voltage) — tegangan maksimum drain ke source yang diperbolehkan.
- Id (Drain Current) — arus maksimum kontinu.
- Rds(on) — resistansi saat MOSFET menyala (pengaruh pada rugi daya).
- Vgs(th) — tegangan ambang gate; untuk aplikasi mikrokontroler pilih logic-level jika perlu menyala pada 3.3–5V.
- Paket fisik (SMD/TO-220/TO-252) dan kemampuan pendinginan/heatsink.
Ringkasan & rekomendasi
MOSFET adalah komponen kunci untuk pengendalian daya modern. Untuk teknisi servis: pelajari membaca datasheet, selalu lakukan pengujian setelah melepas komponen dari papan, dan gunakan prosedur anti-ESD. Jika ragu atau perangkat memiliki nilai produksi/industri tinggi, serahkan pengujian lanjutan ke bengkel atau spesialis yang memiliki alat profesional.