bab 1 bahan semikonduktor · ppt file · web view2018-02-13 · bab 1 bahan semikonduktor by : m....
TRANSCRIPT
![Page 1: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/1.jpg)
Bab 1 Bahan Semikonduktor
By : M. Ramdhani
![Page 2: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/2.jpg)
Tujuan instruksional :
• Mengerti sifat dasar sebuah bahan• Memahami konsep arus pada bahan
semikonduktor• Memahami konsep bahan semikonduktor
sebagai bahan pembentuk dasar komponen dioda
![Page 3: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/3.jpg)
• Aplikasi elektronika komputer, televisi, handphone, lemari es, dan lain-lain
• Elektronika adalah ilmu yang mempelajari aliran elektron dalam ruang hampa, gas, dan bahan semikonduktor berikut pemanfaatannya
• Aliran elektron arus listrik (pergerakan muatan dalam satuan waktu)
![Page 4: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/4.jpg)
• Muatan elektron yang bergerak bebas• Pergerakan elektron pada bahan
semikonduktor
![Page 5: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/5.jpg)
Semikonduktor
![Page 6: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/6.jpg)
• Konduktor bahan padat yang dapat menghantarkan listrik dengan baik atau bahan yang mengandung banyak elektron bebas
• Isolator bahan padat yang tidak dapat menghantarkan listrik dengan baik atau bahan yang hampir tidak mengandung elektron bebas
![Page 7: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/7.jpg)
Semikonduktor
Definisi I :• Bahan yang memiliki nilai hambatan jenis (ρ)
antara konduktor dan isolator dengan nilai hambat jenis diantara
m 46 1010
![Page 8: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/8.jpg)
Konduktifitas
• Konduktifitas bahan : Kemampuan bahan untuk menghantarkan listrik
• Konduktifitas bahan berbanding terbalik dengan resistifitas bahan ().
1 cm
AlR
lAR
A = 1 cm2
l = 1 cm
R
cmcmcmx
lAR .
2
Resistansi (R):
Resistifitas ():
![Page 9: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/10.jpg)
Model Atom
BOHRElektron Proton Neutron
+
Nukleus
Nukleus
Elektron-elektron Orbit
Eletron terluar(Elektron Valensi)
![Page 11: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/12.jpg)
• Banyaknya lintasan orbit tergantung material & jumlah elektron
• Jumlah elektron dalam tiap lintasan (dari terdalam ke luar) = 2, 8, …., 2n2, dimana n: orbit ke-n.Contoh: Germanium = 32 elektron 2, 8, 18, 4Silikon = 14 elektron 2, 8, 4
![Page 13: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/13.jpg)
• Setiap lintasan pada atom mempunyai tingkatan energi tertentu yang disebut sebagai level energi, antar lintasan akan muncul energi gap (celah).
• Semakin jauh dari inti atom maka semakin besar level energinya.
• Energi yang dimiliki oleh sebuah elektron sesuai dengan rumus : QxVW
![Page 14: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/14.jpg)
Definisi II• Bahan yang memiliki pita terlarang atau
energy gap (EG) yang relatif kecil kira-kira 1 eV ( ). JeV 1910.602,11
![Page 15: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/15.jpg)
• Pita terlarang adalah daerah kosong antara pita valensi dan pita konduksi.
• Pita valensi adalah pita energi teratas yang terisi penuh oleh elektron
• Pita konduksi adalah pita energi diatas pita valensi yang terisi sebagian atau tidak terisi oleh elektron
![Page 16: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/16.jpg)
Pita Energi Konduktor
Pita valensi
Pita konduksi
Konduktor
![Page 17: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/17.jpg)
Pita Energi Semikonduktor
Pita valensi
Pita konduksi
Semikonduktor
elektron
hole
eVEG 1
![Page 18: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/18.jpg)
Pita Energi Isolator
Pita konduksi
Pita valensi
eVEG 6 Isolator
![Page 19: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/19.jpg)
Struktur Atom Semikonduktor
• Semikonduktor intrinsik adalah semikonduktor murni yang tidak diberi doping atau campuran atom lainnya.
![Page 20: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/20.jpg)
• Germanium (Ge) dan Silicon (Si) mempunyai 4 elektron valensi.
• Lintasan valensi memerlukan 8 elektron agar atom menjadi stabil.
• Ikatan antar atom diperkuat dengan membagi (sharing) elektron-elektron terluar Ikatan Kovalen (covalent bonds)
![Page 21: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/21.jpg)
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4 +4 +4
Elektron valensiIkatan kovalen
![Page 22: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/22.jpg)
Ada kemungkinan elektron valensi menyerap energi (energi cahaya atau termal) dan memutuskan ikatan kovalen, sehingga akan dihasilkan elektron bebas (free electrons) dan menghasilkan kekosongan pada orbit terluar yang disebut dengan hole.
Elektron-elektron bebas pada material ini timbul akibat sebab yang alamiah, maka disebut dengan Intrinsic Carriers (Pembawa Intrinsik)
![Page 23: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/24.jpg)
• Semikonduktor ekstrinsik adalah semikonduktor murni yang diberi doping.
• Pemberian doping dimaksudkan untuk mendapatkan elektron valensi bebas dalam jumlah banyak atau untuk meningkatkan konduktivitas semikonduktor.
![Page 25: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/25.jpg)
![Page 26: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/26.jpg)
Tipe - N
• Dilakukan doping atau pengotoran oleh atom pentavalent yaitu bahan kristal dengan inti atom memiliki 5 elektron valensi
• Contoh : Phosporus (P), Arsenic (As)• Atom pengotornya disebut atom donor.• Pembawa muatan disebut elektron.
![Page 27: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/27.jpg)
+4
+4
+4
+5
+4
+4
+4 +4 +4
Elektron bebasAtom donor
As
![Page 28: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/28.jpg)
Pita valensi
Pita konduksi
elektron
hole
eVEG 1 Tingkat energi donor0,05eV
DE
![Page 29: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/29.jpg)
• Jumlah elektron jauh lebih banyak daripada hole maka elektron dinamakan pembawa muatan mayoritas
• dan hole sebagai pembawa muatan minoritas
![Page 30: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/30.jpg)
Tipe - P
• Pengotoran oleh atom trivalent yaitu bahan kristal dengan inti atom memiliki 3 elektron valensi.
• Contoh : Boron (B), Galium (Ga)• Atom pengotornya disebut atom akseptor.• Pembawa muatan disebut hole.
![Page 31: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/31.jpg)
+4
+4
+4
+3
+4
+4
+4 +4 +4
HoleAtom akseptor In
![Page 32: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/32.jpg)
Pita valensi
Pita konduksi
elektron
hole
eVEG 1
Tingkat energi akseptor0,05eV
AE
![Page 33: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/33.jpg)
• Jumlah hole jauh lebih banyak daripada elektron maka hole dinamakan pembawa muatan mayoritas
• dan elektron sebagai pembawa muatan minoritas.
![Page 34: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/34.jpg)
Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas
• Pada semikonduktor ekstrinsik tipe N dimana terjadi pengotoran oleh atom dengan jumlah elektron valensi lebih banyak
• Atom donor tersebut akan menyumbangkan sebuah elektron valensi sehingga atom donor tersebut menjadi atom positif (atom yang kekurangan elektron)
• Jumlah elektron lebih banyak sedangkan hole tidak berubah secara signifikan
• Jumlah elektron yang lebih banyak ini dikatakan sebagai pembawa muatan mayoritas sedangkan hole sebagai pembawa muatan minoritas.
![Page 35: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/35.jpg)
+
+ +
+
+
+
-
-
-
--
-+-
+ ++
Ion donor
Elektron (pembawa mayoritas)
Hole (pembawa minoritas)
![Page 36: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/36.jpg)
• Pada semikonduktor ekstrinsik tipe P dimana terjadi pengotoran oleh atom dengan jumlah elektron valensi lebih kecil
• Atom akseptor tersebut akan menerima sebuah elektron valensi sehingga atom akseptor tersebut menjadi atom negatif (atom yang kelebihan elektron).
• Jumlah hole lebih banyak sedangkan elektron tidak berubah secara signifikan
• Jumlah hole yang lebih banyak ini dikatakan sebagai pembawa muatan mayoritas sedangkan elektron sebagai pembawa muatan minoritas.
![Page 37: Bab 1 Bahan Semikonduktor · PPT file · Web view2018-02-13 · Bab 1 Bahan Semikonduktor By : M. Ramdhani * * * * * * * * * * * * Pembawa Muatan Mayoritas dan Minoritas Pada semikonduktor](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022021606/5c8d68a009d3f2a7638b64c4/html5/thumbnails/37.jpg)
-
- -
-
-
-
+
+
+
++
+-+
- -+
Ion akseptor
Hole (pembawa mayoritas)
Elektron (pembawa minoritas)