Gambar 13 Karakteristik I-V sensor FET
4.5 Respon Sensor FET terhadap I-V
Gambar 14 menunjukkan karakteristik I-V sensor FET ketika diberi gas amonia
konsentrasi 0,521 5 ml; 1,041 10 ml; 1,561 15 ml; 2,082 20 ml.
Dari data yang diperoleh penurunan arus yang paling signifikan yaitu pada gas
amonia dengan konsentrasi 0,521 . Kondisi seperti ini menunjukan bahwa
operasi sensor FET yang efektif berada pada rentang konsentrasi 0 sampai
0,521 .
Pengaruh gas amonia terhadap sifat listrik bahan nanoserat polianilin akan
menurunkan mobilitas pembawa muatan nanoserat polianilin sehingga nilai arus
drain-source turun yang mengakibatkan resistansi
meningkat. Resistansi
meningkat dipengaruhi molekul gas amonia NH
3
mengikat polaron dari nanoserat polianilin, sehingga membentuk
NH
4
dan mengurangi
konsentrasi pembawa
muatan pada
nanoserat polianilin.
Semakin semakin
besar konsentrasi gas amonia yang diberikan
maka semakin kecil arus drain-source yang dihasilkan.
Gambar 14 Karakteristik I-V sensor FET terhadap gas amonia
4.6 Respon dan Sensitivitas Sensor FET
Gambar 15 menunjukkan respon dinamik sensor FET terhadap gas amonia
pada tegangan gate yang berbeda. Gas amonia
diberikan dengan
variasi konsentrasi 0,104 1 ml; 0,208 2
ml; 0,312 3 ml; 0,416 4 ml; dan 0,521 5 ml. Pada V
g
= 0 V tegangan sensor FET yang terbaca bertambah dari
keadaan awal 1,45 V menjadi 2,71 V; 3,17 V; 3,46 V; 3,72 V; dan 4,10 V
berturut-turut dari perubahan konsentrasi gas. Untuk V
g
= -5 V, tegangan yang terbaca dari sensor FET bertambah dari
1,49 V menjadi 3,05 V; 3,57 V; 3,96 V; 4,27 V; dan 4,41 V dengan konsentrasi
sama seperti perlakuan pada V
g
= 0V. Sensor FET akan mengalami kenaikan
tegangan ketika berinteraksi dengan gas amonia. Hal ini disebabkan gas amonia
NH
3
berikatan dengan
polaron membentuk NH
4
. Pembawa muatan polaron pada nanoserat polianilin akan
semakin berkurang yang mengakibatkan nilai
arus menurun
dan resistansi
bertambah sehingga nilai tegangan pada sensor FET akan naik. Semakin besar
nilai konsentrasi yang diberikan maka akan semakin besar tegangan keluaran
yang dihasilkan.
Tegangan gate juga memberikan pengaruh terhadap tegangan sensor FET
Semakin besar tegangan gate yang diberikan maka pembawa muatan pada
nanoserat polianilin semakin terpolarisasi yang akan menyebabkan penambahan
jumlah pembawa muatan. Nilai arus drain-source
bertambah maka
nilai tegangan FET juga ikut bertambah.
Gambar 15 Respon Dinamik pada V
g
= 0 V dan V
g
= -5 V
-0.8 -0.6
-0.4 -0.2
-30 -20
-10
I
D -S
m A
V
D-S
V
Vg = 0 V Vg = -5 V
Vg = -10 V
50 100
150 200
waktu s V
g
= 0 V V
g
= -5 V 5
4 3
2 1
V
D-S
V -0.3
-0.25 -0.2
-0.15 -0.1
-0.05 I
D-S
mA
0 -10 -20 -30 V
D-S
V
0 gas amonia 0.521 gas amonia
1.041 gas amonia 1.561 gas amonia
2.082 gas amonia
Gambar 16 Sensitivitas Sensor FET
Data respon dinamik menunjukan sensitivitas dari sensor FET. Gambar 16
memperlihatkan bahwa semakin besar tegangan gate yang diberikan maka
semakin besar sensitivitas yang didapat. Pada V
g
= 0 V, setiap perubahan konsentrasi gas amonia 0,1 maka akan
terjadi kenaikan tegangan sensor FET sebesar 0.34215 V dan pada V
g
= -5 V terjadi kenaikan tegangan sensor FET
sebesar 0.39018 V setiap kenaikan 0,1 konsentrasi gas amonia.
4.7 Stabilitas Sensor FET
Kategori