Semikonduktor
BAHAN PRESENTASI UNTUK MATAKULIAH ELEKTONIKA 2017
DOSEN PENGAMPU : DARWISON, M.T
- Elektronika : ilmu yang mempelajari sifat dan pemakaian perangkat yang kerjanya berdasarkan aliran elektron di dalam ruang hampa atau gas serta hole (lubang) di dalam semikonduktor
- Aplikasinya pada Televisi (TV), radio, komputer, instrumentasi, alat kendali, dan peralatan komunikasi lainnya.
Model dasar atom menurut BOHR : “ Elektron mengelilingi inti atom pada orbitnya masing-masing”
Kulit terluar Atom disebut : kulit valensi, dapat berisi hingga 8 elektron (8e)
Konduktivitas atom tergantung pada jumlah electron pada kulit valensi
Jika atom punya 1 elektron valensi (1 eV)……mendekati konduktor sempurna
Jika atom punya 8 elektron valensi (8 eV)…….kulit valensi lengkap dan atomnya isolator
Jadi konduktivitas turun dengan bertambahnya eV ( elektron valensi ).
Kulit terluar Atom disebut : kulit valensi, dapat berisi hingga 8 elektron (8e)
Konduktivitas atom tergantung pada jumlah electron pada kulit valensi
Jika atom punya 1 elektron valensi (1 eV)……mendekati konduktor sempurna
Jika atom punya 8 elektron valensi (8 eV)…….kulit valensi lengkap dan atomnya isolator
Jadi konduktivitas turun dengan bertambahnya eV ( elektron valensi ).
Gambar 2.1 Struktur Atom Germanium dan Silikon
Semikonduktor : suatu atom yang berisi 4 elektron valensi (4 eV). Jumlah elektron valensi
di dalam semikonduktor antara konduktor dan isolator, maka atom semikonduktor bukan
konduktor yang baik dan bukan isolator yang baik.
Bahan–bahan semikonduktor : Carbon (C) dengan 6 proton (2-4), Silikon (Si) dengan
14proton (2-8-4), dan Germanium (Ge) dengan 32 proton (2-8-18-4). Silikon (Si)
dan germanium (Ge) untuk membuat komponen zat padat. Carbon (C) untuk membuat
resistor dan potensiometer
Hukum–hukum dasar hubungan antara elektron dan kulit orbit :
1.Elektron pada kulit orbit tidak dapat berada pada ruang antara 2 kulit orbit
2.Setiap kulit orbit sesuai dengan suatu energi. Semua elektron pada kulit orbit yang sama
mempunyai energi yang sama. Jumlah energi akan naik jika jauh dari inti. Jadi elektron
valensi mempunyai jumlah energi paling tinggi.
3.Elekton yang meloncat dari kulit ke kulit maka elektron harus menyerap energi untuk
mengatasi perbedaan energi antara jumlah enegi awal dan akhir.
4.Bila no 3 terpenuhi maka elektron dapat melepas energi yang diserap dan kembali ke kulit
yang berenergi rendah.
Pada temperatur tinggi, elektron keluar dari ikatan kovalen menjadi elektron bebas dan terbentuk hole (lubang).
Jika temperatur kristal dinaikkan sehingga elektron valensi yang energi termal melebihi maka elektron meloncat ke bidang konduksi menjadi elektron bebas.
 |
Kekosongan pada ikatan kovalen elektron keluar harus bermuatan Q (+) karena kristal harus netral. Kekosongan itu disebut hole atau lubang. Jadi semikonduktor intrinsik pada K bersifat isolator dan pada temperatur tinggi bersifat konduktor karena terjadi pembentukan pasangan elektron bebas dan hole yang banyaknya sama dan berlaku sebagai pembawa muatan Q.
|
Dilakukan doping dengan memasukan atom asing bervalensi 5 atau 3 disebut semikonduktor ekstrinsik, untuk menyusun devais elektronik yang kaya akan satu jenis pembawa muatan : hole atau elektron saja.
a. Semikonduktor Jenis n
Dengan doping atom asing bervalensi 5 sebagai atom donor karena ikatan kovalen memberikan satu elektron : P (fosfor), Ar (arsen), Sb(antimon) ke dalam semikonduktir intrinsik. Dengan menambahkan energi kecil pada elektron valensi, maka elektron masuk ke bidang konduksi. Dengan penambahan atom donor terjadilah elektron bebas disebut jenis-n.
b. Semikonduktor Jenis p
Dengan doping atom asing bervalensi 3 sebagai atom akseptor karena ikatan kovalen
memperoleh satu elektron : B (boron), Al (aluminium), dan Ga(Galium) kedalam
semikonduktor intrinsik
silahkan download disini, untuk materi yang lebih lengkap ( file html ini dibuat oleh rekan kelompok)
DAFTAR PUSTAKA
1. Boylestad, R. and Nashelsky, L., 1999, “Electronic Devices and Circuit Theory”, Prentice Hall, New Jersey.
2. Hayt, W. H. and Neudeck, G. W., “Electronic Circuit Analysis and Design”, Houghton Mifflin Company, Boston.
3. Coughlin, R. F. and Driscoll F. F., 1985, “Operational Amplifiers and Linear Integrated Circuits”, Prentice Hall, New Jersey.
4. Paynter, R. T.,1997, ”Introductory Electronic Devices and Circuits”, Prentice Hall, New Jersey.
5. Malvino, 1985, “ Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor: Pangantar Transistor dan Rangkaian Terpadu”, Penerbit Erlangga.
6. Mike Tooley, 2002, “ Rangkain Elektronika: Prinsip dan Aplikasi”, Penerbit Erlangga
7. Darwison, 2008, “Diktat Elektronika Analog”, Teknik Elektro – Unand, Padang.
8. Darwison, 2010, “Diktat Dasar Elektronika”, Teknik Elektro – Unand, Padang.
9. Darwison, 2010, “Panduan Praktikum Dasar Elektronika Digital”, Teknik Elektro – Unand, Padang.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar