ppt semikonduktor
DESCRIPTION
Semi konduktorTRANSCRIPT
SEMIKONDUKTOR
SEMIKONDUKTOR
Semikonduktor Intrinsik
Semikonduktor Ekstrinsik
Semikonduktor Tipe -n
Semikonduktor Tipe -p
Definisi Semikonduktor
• Diantara kedua kelompok bahan konduktor dan
isolator terdapat kelompok semikonduktor,
• Bahan ini memiliki nilai gap atau nilai hambatan jenis
yang relatif kecil berada diantara konduktor dan
isolator, yaitu 10-6 s.d. 104 Ω m
• Bahan Semikonduktor dapat digunakan sebagai
penyearah arus (rectifier), yaitu komponen listrik
yang mengizinkan arus listrik hanya mengalir dalam
satu arah dan digunakan pula sebagai penguat
tegangan atau arus,
• Contohnya seperti germanium dan silikon.
Cont’d
Diagram pita energi untuk germanium dan silikon mirip dengan intan dengan perbedaan celah energi hanya sekitar 1 eV. Konfigurasi atom Ge [Ar] 3d10 4s2 4p2 dan Si [Ne] 3s2 3p2; kedua macam atom ini memiliki 4 elektron di tingkat energi terluarnya. Tumpang-tindih pita energi di tingkat energi terluar akan membuat pita energi terisi penuh 8 elektron.
BAHAN SEMIKONDUKTOR
TRIVALENT
TETRAVALENT
PENTAVALENT
•TRIVALENT: logam-logam yang memiliki atom-atom dengan jumlah elektron terluar 3 buah seperti Boron (B),Gallium (Ga), dan Indium (In)
•TETRAVALENT: logam-logam yang memiliki atom-atom dengan jumlah elektron terluar 4 buah seperti Silikon(Si) dan Germanium (Ge)
•PENTAVALENT: logam-logam yang memiliki atom-atom dengan jumlah elektron terluar 5 buah seperti Fosfor(P), Arsenikum(As),dan Antimon
BAHAN SEMIKONDUKTOR
Semikonduktor Intrinsik
• Semikonduktor intrinsik (murni) adalah
semikonduktor yang tidak mengandung pengotor
atau tidak mengalami doping.
• Contohnya Silikon murni
Semikonduktor Intrinsik pada suhu yang sangat rendah :• Semua elektron berada pada ikatan kovalen• Tak ada elektron bebas atau tak ada pembawa muatan sehingga bersifat sebagai isolator
Semikonduktor intrinsik pada suhu kamar:• Agitasi termal menyebabkan beberapa elektron valensi keluar dari ikatan kovalen menjadi elektron bebas sebagai pembawa muatan negatif • Munculnya elektron bebas diikuti dengan terbentuknya hole (lubang) sebagai pembawa muatan positif, peristiwanya disebut pembangkitan (generation) • Jika dipasang beda potensial, terjadi aliran arus (sebagai konduktor dengan konduktansi rendah)
Semikonduktor Ekstrinsik
Semikonduktor ekstrinsik (tidak murni) adalah semikonduktor yang
mengandung pengotor atau mengalami doping oleh atom asing. Akibat
doping ini maka hambatan jenis semikonduktor mengalami penurunan.
Semikonduktor Ekstrinsik terbagi menjadi 2 :
1. Semikonduktor Tipe-n : diperoleh dengan cara mendoping atom-atom
bervalensi lebih tinggi ke dalam semikonduktor.
2. Semikonduktor Tipe-p : diperoleh dengan cara mendoping atom-atom
yang bervalensi lebih rendah ke dalam semikonduktor
1. SEMIKONDUKTOR TIPE-N
• Pengotoran oleh atom pentavalent spt P, As, Sb• Atom pengotornya disebut atom donor• Pembawa muatan: elektron
2. SEMIKONDUKTOR TIPE-P
• Pengotoran oleh atom trivalent spt B, Ga, In• Atom pengotornya disebut atom akseptor• Pembawa muatan : hole
Semikonduktor Tipe –n (Semikonduktor dengan Donor )
Pada semikonduktor tipe –n, elektron sebagai pembawa muatan
mayoritas dan lubang (hole) sebagai pembawa muatan minoritas
Semikonduktor Tipe –p(Semikonduktor dengan Akseptor)
Pada semikonduktor tipe –p, lubang (hole) sebagai pembawa
muatan mayoritas dan elektron sebagai pembawa muatan minoritas
Pada suhu yang terus meningkat, semikonduktor
ekstrinsik baik tipe -n maupun tipe -p dapat berubah
menjadi semikonduktor intrinsik.
Hal ini dimungkinkan karena bila suhu meningkat akan
terjadi transisi elektron dari pita valensi ke pita konduksi
terus-menerus yang mengakibatkan konsentrasi
intrinsik akan melebihi konsentrasi ekstrinsik.
Doping
Tujuan:
Meningkatkan konduktivitas semikonduktor dan memperoleh semikonduktor dengan hanya satu pembawa muatan (elektron atau hole) saja.
Perbandingan:
atom dopant : atom murni = 1 : 106 s.d. 108
Dopant adalah atom pengotor. Atom-atom dopant pada semikonduktor tipe-N adalah atom-atom pentavalent dan dinamakan atom donor, sedangkan pada semikonduktor tipe-P trivalent dan dinamakan atom akseptor.
16
Efek Doping Silikon Oleh Posfor dan Boron
Jika silikon didoping oleh Fosfor, maka terjadi semiconductor tipe-n, karena arus listrik dibawa oleh elektronJika silikon didoping oleh boron, maka terjadi semikonduktor jenis p, karena arus listrik dibawa oleh rongga bermuatan positif
Komponen Semikonduktor
• Resistor
• Dioda
• Transistor
Resistor
Bila semikonduktor jenis –n atau semikonduktor
jenis –p berdiri sendiri, maka itulah yang disebut
sebagai resistor. Besar resistansi tergantung pada
volume semikonduktor tersebut.
Dioda
Dioda merupakan sambungan semikonduktor tipe -
n dan tipe –p yang berfungsi sebagai penyearah
arus, stabilisasi tegangan dan detektor.
Semikonduktor tipe –p akan menjadi anode dan
semikonduktor tipe –n menjadi katode.
Transistor
Transistor merupakan dioda dengan dua
sambungan (junction). Transistor berfungsi
sebagai penguat arus/tegangan (amplifier) dan
saklar (switch on/off). Transistor terdiri dari dua
jenis, yaitu transistor jenis npn dan pnp.
Transistor Jenis npn
Pada transistor jenis npn,
transistor bipolar terbuat dari
lapisan tipis semikonduktor
tipe-p dengan tingkat doping
yang relatif rendah, yang
diapit oleh dua lapisan
semikonduktor tipe-n.
Transistor Jenis pnp
Pada transistor jenis pnp,
transistor bipolar terbuat dari
lapisan tipis semikonduktor
tipe-n dengan tingkat doping
yang relatif rendah, yang diapit
oleh dua lapisan
semikonduktor tipe-p.