8
Gambar 13. Karakteristik I-V sensor FET
Gambar 14. Karakteristik I-V terhadap cahaya dengan Vg = 0 V
Gambar 15. Karakteristik I-V terhadap cahaya dengan Vg = 5 V
Kurva karakteristik I-V untuk tegangan 0 V dan 5 V ditunjukkan pada Gambar 14 dan
Gambar 15. Pengukuran I-V dilakukan dengan menghubungkan elektroda negatif pada kontak
source, elektroda positif pada drain dan gate.
Pada pengukuran dengan dua variasi tegangan gate, ketika FET diberikan tegangan
maju mengakibatkan kenaikan arus, karena resistansi pada ZnO semakin mengecil dengan
meningkatnya tegangan bias maju. Pasangan elektron-hole pada lapisan ZnO meningkat.
Pasangan elektron-hole terpisah oleh medan listrik
yang mengakibatkan
terjadi peningkatan arus. Berdasarkan Gambar 14 dan
Gambar 15, dapat dilihat adanya peningkatan arus ketika lapisan ZnO disinari cahaya UV
dibandingkan saat kondisi gelap tanpa cahaya UV. Peningkatan arus selain dipengaruhi oleh
cahaya, juga dipengaruhi oleh tegangan gate yang diberikan. Hal ini disebabkan oleh
semakin mengecilnya resistansi lapisan ZnO. Berdasarkan hasil pengukuran I-V pada
kondisi gelap tanpa cahaya UV dan terang, terjadi perubahan arus yang menunjukkan
sensor FET dapat dimanfaatkan sebagai sensor UV. Berdasarkan hasil Gambar 14 dan Gambar
15 dapat di simpulkan bahwa FET ini baik digunakan saat tegangan gate nya 0 volt.
4.5 Respon Dinamik Sensor FET Terhadap Cahaya UV
Pengujian respon dinamik dilakukan dengan menghubungkan sensor FET secara
seri dengan resistor yang berfungsi sebagai pembagi tegangan, kemudian diberikan
cahaya UV dengan variasi intensitas sebesar 0.001 mW.cm
-2
, 0.041 mW.cm
-2
, dan 1.552 mW.cm
-2
, pada saat tegangan gate sebesar 0 V. Berdasarkan Gambar 16, dapat diketahui
bahwa ketika intensitas cahaya 0.001 mW.cm
- 2
diberikan, sensor FET
menghasilkan tegangan sebesar 3.9 V. Ketika intensitas
cahaya dinaikkan menjadi 0.041 mW.cm
-2
dan 1.552 mW.cm
-2
, terjadi penurunan tegangan sebesar 3.7 V dan 3.4 V. Hal ini disebabkan
adanya interaksi lapisan ZnO dengan cahaya yang diberikan, sehingga pasangan elektron-
hole pada lapisan ZnO meningkat. Pasangan elektron-hole akan terpisah oleh medan listrik,
dan mengakibatkan terjadinya penurunan resistansi dari ZnO.
Gambar 16. Respon dinamik sensor FET terhadap intensitas cahaya UV
Gambar 17. Kurva hubungan antara intensitas cahaya terhadap tegangan
0,00E+00 2,00E-05
4,00E-05 6,00E-05
8,00E-05 1,00E-04
1,20E-04 1,40E-04
1,60E-04 1,80E-04
2,00E-04
5 10
I
D -S
A
V
D-S
V
gate 0 V gate 2 V
gate 4 V gate 6 V
gate 8 V gate 10 V
0,0E+00 5,0E-05
1,0E-04 1,5E-04
2,0E-04 2,5E-04
3,0E-04 3,5E-04
5 10
I
D -S
A
V
D-S
V
gelap terang
Vg = 5 V Intensitas = 1.552 mW.cm
-2
0,0E+00 5,0E-05
1,0E-04 1,5E-04
2,0E-04 2,5E-04
3,0E-04 3,5E-04
5 10
I
D -S
A
V
D-S
V
gelap terang
Vg = 0 V Intensitas = 1.552 mW.cm
-2
3,4 3,5
3,6 3,7
3,8 3,9
20 40
60 T
e g
an g
an V
Waktu s 0.001 mW.cm
-2
0.045 mW.cm
-2
1.552 mW.cm
-2
3,4 3,5
3,6 3,7
3,8 3,9
1 2
te g
an g
an V
Intensitas mW.cm-2
0,001; 3,85
0,045; 3,70
1,552; 3,50
9
Gambar 18. Respon dinamik pada kondisi gelap dan terang dengan variasi
Vg Untuk melihat pengaruh intensitas cahaya,
maka dibuat kurva hubungan antara intensitas terhadap tegangan output yang diperoleh dari
kurva pada
Gambar 16.
Gambar 17
memperlihatkan kurva
hubungan antara
intensitas terhadap tegangan output, semakin besar intensitas cahaya yang diberikan maka
semakin kecil
tegangan output
yang dihasilkan. Hal ini disebabkan, adanya
interaksi antara cahaya yang diberikan dengan lapisan ZnO, sehingga menyebabkan akan
meningkatkan pasangan elektron-hole daerah lapisan ZnO. Pasangan elektron-hole akan
terpisah oleh medan listrik yang kemudian akan
berkontribusi terhadap
penurunan resistansi dari ZnO.
Pengujian sensor FET dilakukan pada kondisi gelap tanpa cahaya UV dan terang
atau diberikan cahaya UV dengan intensitas 1.552 mW.cm
-2
serta diberikan variasi tegangan gate sebesar 0 V dan 5 V yang
ditunjukkan pada Gambar 18. Berdasarkan Gambar 18, pada saat Vg = 0 V dapat dilihat
respon sensor FET terhadap cahaya yang diberikan lebih besar jika dibandingkan saat
Vg = 5 V. Pada Vg = 0 V terjadi penurunan tegangan sebesar 0.5 V dari kondisi gelap
tanpa cahaya UV ke kondisi terang dengan cahaya UV, sedangkan saat Vg = 5 V terjadi
penurunan tegangan dari kondisi gelap ke kondisi terang sebesar 0.4 V. Berdasarkan
Gambar 18, dapat dilihat semakin besar tegangan gate yang diberikan, maka semakin
besar
pula tegangan
yang dihasilkan.
Berdasarkan hasil Gambar 18 dapat di simpulkan bahwa FET ini baik digunakan saat
tegangan gate nya 0 volt.
4.6 Stabilitas dan Waktu Respon Sensor FET
