Prinsip Dasar Semikonduktor
Semikonduktor merupakan elemen dasar dari komponen elektronika seperti dioda, transistor dan sebuah IC (integrated circuit). Disebut semi atau setengah konduktor, karena bahan ini memang bukan konduktor murni. Bahan-bahan logam seperti tembaga, besi, timah disebut sebagai konduktor yang baik sebab logam memiliki susunan atom yang sedemikian rupa, sehingga elektronnya dapat bergerak bebas.Tahun 1906 ,pickard merancang suatu diode detector dari Kristal slikon yang disebut dengan nama Cat’s wishker, dimana alat yang di buatnya ini terdiri atas suatu kawat yang disambungkan dengan Kristal silikon. Alat inilah yang dikenal sebagai dioada semikonduktor yang pertama.dalam bidang industri penemuan komponen semikonduktor mengakibatkan banyak perubahan dalam kehidupan manusia; terutama dilihat mamfaatnya dalam membantu kelancaran proses industri, diantaranya:
1. Dipergunakannya
komponen pasif seperti hambatan,kapasitor,inductor,dan transformator sebagai
kelengkapan dalam menyusun suatu rangkaian elektronik.
2. Dibuatnya
alat elektronik radio AM, radio FM, penguat suara hi-fi, TV warna, pemancar FM.
3. Penggunaan
alat elektronik untuk mengatur dan menjalankan mesin-mesin industry,dengan
ditemukannya; diode tegangan tinggi, diode daya tinggi.
Susunan Atom Semikonduktor
Bahan semikonduktor yang banyak dikenal contohnya adalah Silicon (Si), Germanium (Ge) dan Gallium Arsenida (GaAs). Germanium dahulu adalah bahan satu-satunya yang dikenal untuk membuat komponen semikonduktor. Namun belakangan, silikon menjadi popular setelah ditemukan cara mengekstrak bahan ini dari alam. Silikon merupakan bahan terbanyak ke dua yang ada di bumi setelah oksigen (O2). Pasir, kaca dan batu-batuan lain adalah bahan alam yang banyak mengandung unsur silikon. Dapatkah anda menghitung jumlah pasir di pantai.Struktur atom kristal silikon, satu inti atom (nucleus) masing-masing memiliki 4 elektron valensi. Ikatan inti atom yang stabil adalah jika dikelilingi oleh 8 elektron, sehingga 4 buah elektron atom kristal tersebut membentuk ikatan kovalen dengan ion-ion atom tetangganya. Pada suhu yang sangat rendah (0oK), struktur atom silikon divisualisasikan seperti pada gambar berikut.
Gb. struktur dua dimensi kristal
Silikon
Ikatan kovalen menyebabkan elektron
tidak dapat berpindah dari satu inti atom ke inti atom yang lain. Pada kondisi
demikian, bahan semikonduktor bersifat isolator karena tidak ada elektron yang
dapat berpindah untuk menghantarkan listrik. Pada suhu kamar, ada beberapa ikatan
kovalen yang lepas karena energi panas, sehingga memungkinkan elektron terlepas
dari ikatannya. Namun hanya beberapa jumlah kecil yang dapat terlepas, sehingga
tidak memungkinkan untuk menjadi konduktor yang baik.
Ahli-ahli fisika terutama
yang menguasai fisika quantum pada masa itu mencoba memberikan doping pada
bahan semikonduktor ini. Pemberian doping dimaksudkan untuk mendapatkan
elektron valensi bebas dalam jumlah lebih banyak dan permanen, yang diharapkan
akan dapat menghantarkan listrik. Kenyataannya demikian, mereka memang iseng
sekali dan jenius. Mengenai sifat dari
semikonduktor, berikut table dari sifat bahan semikonduktor :
Jenis-jenis Semikonduktor
Ada dua jenis semikonduktor,
yaitu semikonduktor intrinsik dan semikonduktor ekstrinsik.
1. Semikonduktor Intrinsik
Semi
konduktor intrinsik adalah semikonduktor yang belum mengalami penyisipan oleh
atom akseptor atau atom donor. Pada suhu tinggi elektron valensi dapat
berpindah menuju pita konduksi, dengan menciptakan hole pada pita valensi. Pengahantar
listrik pada semikonduktor adalah elektron dan hole.
Gb. struktur pita untuk (a). bahan isolator (b). bahan semikonduktor
(c). bahan isolator
2. Semikonduktor Ekstrinsik
Semikondutor ekstrinsik merupakan
semikonduktor yang memperoleh pengotoran atau penyuntikan (doping) oleh atom
asing.
Tujuan doping
adalah meningkatkan konduktivitas semikonduktor, dan memperoleh semikonduktor
dengan hanya satu pembawa muatan (elektron atau hole) saja. Perbandingan doping
:
Atom dopant : Atom murni = 1 : 106
s.d. 108
Posting Komentar