Semikonduktor

Semikonduktor

Prinsip Dasar Semi Konduktor

            Semi konduktror ialah bahan yang mempunyai sifat kekonduksian diantara konduktor dan isolator.Contoh bahan semikonduktror ialah Silikon,Germanium, Plumbum Sulfida,Gallium Arsenida,Indium Antimidadan Selenium.Bahan-bahan yang mempunyai sifat semikonduktif memiliki nilai hambatan jenis antara konduktor dan isolator yaitu 10^-6-10⁴ ohm.m dan konduktivitas sebesar10^-6-10⁴ohm^-2m^-2 dengan energi gap yang lebih kecil dari6 eV.Energi gap adalah energi yang diperlukan oleh elektron untuk memecahkan ikatan kovalen sehingga dapat berpindah jalur dari jalur valensike jalur konduksi.Bahan dasar semi konduktor dapat dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu:-

Trivalent, memiliki atom dengan jumlah electron valensi 3 buah,

 contoh:Boron (B),Gallium (Ga),dan Indium (In) .-

Tetravalent, memiliki atom dengan jumlah electron valensi 4 buah seperti:Silikon(Si), dan Germanium (Ge).-

Pentavalent,memiliki atom dengan jumlah electron valensi5 buah, contoh:Fosfor(P), Arsenikum(As),dan Antimon(Sb).

            Untuk menghasilkan semi konduktor tipe lain maka dilkukan proses pendopingan, adalah proses pemasukan atau pencampuran atom dopan kedalam bahan semikonduktor instrinsik (siikon dan germanium) sehingga konduktivitas konduktor bertambah. Maka tebentuklah semi konduktor ekstrinsik. Proses pendopingan menghasilkan 2 jenis semi konduktor ekstrinsik, yaitu tipe n dan tipe

p.

1.Tipe-N
            Bahan silikon diberi doping phosphorus atau arsenic yang pentavalen yaitu bahan kristal dengan inti atom memiliki 5 elektron valensi. Dengan doping, Silikon yang tidak lagi murni ini (impurity semiconductor) akan memiliki kelebihan elektron. Kelebihan elektron membentuk semikonduktor tipe-n. Semikonduktor tipe-n disebut juga donor yang siap melepaskan elektron.

2.Tipe-P
            Kalau silikon diberi doping Boron, Gallium atau Indium, maka akan didapat semikonduktor tipe-p. Untuk mendapatkan silikon tipe-p, bahan dopingnya adalah bahan trivalen yaitu unsur dengan ion yang memiliki 3 elektron pada pita valensi. Karena ion silikon memiliki 4 elektron, dengan demikian ada ikatan kovalen yang bolong (hole). Hole ini digambarkan sebagai akseptor yang siap meerima elektron. Dengan demikian, kekurangan elektron menyebabkan semikonduktor ini menjadi tipe-p.

            Dalam perkembanganya semikonduktor menjadi behan yang sangat penting.Terutama dalam dunia elektronika, Semikonduktor merupakan elemen dasar dari komponen elektronika seperti dioda, transistor dan IC.

Contohnya :
1. Dioda PN

            Jika dua tipe bahan semikonduktor ini dilekatkan–pakai lem , maka akan didapat sambungan P-N (p-n junction) yang dikenal sebagai dioda. Pada pembuatannya memang material tipe P dan tipe N bukan disambung secara harpiah, melainkan dari satu bahan (monolitic) dengan memberi doping (impurity material) yang berbeda. Jika diberi tegangan maju (forward bias), dimana tegangan sisi P lebih besar dari sisi N, elektron dengan mudah dapat mengalir dari sisi N mengisi kekosongan elektron (hole) di sisi P. Sebaliknya jika diberi tegangan balik (reverse bias), dapat dipahami tidak ada elektron yang dapat mengalir dari sisi N mengisi hole di sisi P, karena tegangan potensial di sisi N lebih tinggi. Dioda akan hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja, sehingga dipakai untuk aplikasi rangkaian penyearah (rectifier). Dioda, Zener, LED, Varactor dan Varistor adalah beberapa komponen semikonduktor sambungan PN.
2. Transistor Bipolar
            Transistor merupakan dioda dengan dua sambungan (junction). Sambungan itu membentuk transistor PNP maupun NPN. Ujung-ujung terminalnya berturut-turut disebut emitor, base dan kolektor. Base selalu berada di tengah, di antara emitor dan kolektor. Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif mengisi kekurangan elektron (hole) di kutup positif. bi = 2 dan polar = kutup. Adalah William Schockley pada tahun 1951 yang pertama kali menemukan transistor bipolar. Transistor adalah komponen yang bekerja sebagai sakelar (switch on/off) dan juga sebagai penguat (amplifier). Transistor bipolar adalah inovasi yang mengantikan transistor tabung (vacum tube). Selain dimensi transistor bipolar yang relatif lebih kecil, disipasi dayanya juga lebih kecil sehingga dapat bekerja pada suhu yang lebih dingin. Dalam beberapa aplikasi, transistor tabung masih digunakan terutama pada aplikasi audio, untuk mendapatkan kualitas suara yang baik, namun konsumsi dayanya sangat besar. Sebab untuk dapat melepaskan elektron, teknik yang digunakan adalah pemanasan filamen seperti pada lampu pijar