SEMIKONDUKTOR

SEMIKONDUKTOR

Pengertian Semikonduktor

¥  Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan konduktor. Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah, namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor.

Sifat - sifat semikonduktor

v  Semi konduktor pada umumnya bersifat isulator (tidak menghantarkan arus listrik) pada suhu mendekati 0°.

v  Pada suhu kamar bersifat konduktor, makin tinggi  suhunya makin bersifat konduktor.

v  Bisa diubah konduktivitasnya.

v  Semikonduktor memiliki resistansi.

Kegunaan semikondukor

n  Salah satu alasan utama kegunaan semikonduktor dalam elektronik adalah sifat elektroniknya dapat diubah banyak dalam sebuah cara terkontrol dengan     menambah sejumlah kecil ketidakmurnian.                 Ketidakmurnian ini disebut dopant atau dengan                menyuntikkan materi lain.

n  Dalam sirkuit terpadu modern, misalnya, polycrystalline                silicon didop-berat seringkali digunakan sebagai                 pengganti logam.

DOPING

Pemberian doping dimaksudkan untuk mendapatkan elektron valensi bebas dalam jumlah lebih banyak dan permanen, yang diharapkan akan dapat mengahantarkan listrik

Alat – alat semikonduktor

-          Transistor                            -     Thermistor

-          Dioda                                    -     Sel surya

-           Mikroprosesor                                 -     I C (integrated circuit)

Alat elektronik semikonduktor

Bahan semikonduktor

-          Aluminium arsenide                       -     Germanium

-          Aluminium gallium arsenide        -     Indium phosphide

-          Boron nitride                                     -     Silicon

-          Cadmium sulfide                              -     Silicon carbide

-          Cadmium selenide                          -     Silicon germanium

-          Berlian                                                  -     Silicon on insulator

-          Gallium arsenide                              -     Zinc sulfide

-          Gallium nitride                                  -     Zinc selenide

Susunan Atom Semikonduktor

Bahan semikonduktor yang banyak dikenal contohnya adalah Silicon (Si), Germanium (Ge) dan Galium 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 dibumi setelah oksigen (O2).

                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 (0°K).

 

struktur dua dimensi kristal Silikon

Semikonduktor dikelompokkan ;

n  Semikonduktor intrinsik adalah semikonduktor yang belum disisipkan atom-atom lain (atom pengotor).

n  Semikonduktor ekstrinsik adalah semikonduktor yang sudah dimasukkan sedikit ketidakmurnian (doping). Akibat doping ini maka hambatan jenis semikonduktor mengalami penurunan. Semikonduktor jenis ini terdiri dari dua macam, yaitu tipe-N (pembawa muatan elektron) dan semikonduktor tipe-P (pembawa muatan hole)

TYPE  N

Misalnya pada 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.

TYPE  P

Untuk mendapatkan silikon tipe-p, bahan dopingnya adalah bahan trivalent 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 menerima elektron. Dengan demikian, kekurangan elektron menyebabkan semikonduktor ini menjadi tipe-p.

Jenis transitor ;

                                                              

                  PNP               NPN

Transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:

1. Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide
2. Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lain
3. Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain.
4. Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel
5. Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power
6. Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain
7. Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain