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.
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.
2. Semikonduktor Ekstrinsik
Semikondutor
ekstrinsik merupakan semikonduktor yang memperoleh pengotoran atau penyuntikan
(doping) oleh atom asing.
Jenis Bahan-bahan Semikonduktor
Germanium
Aluminium Arsenide
Aluminium
Gallium Arsenide
Zinc Selenide
Tidak ada komentar:
Posting Komentar