semikunduktor
Post on 30-Oct-2014
37 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang
Belakangan ini penggunaan semikonduktor mempunyai peranan yang sangat penting
di bidang elektronika yang penggunaannya tidak terbatas pada arus lemah saja. Suatu hal
yang penting untuk memahami konduksi elektronik baik pada bahan konduktor maupun pada
semikonduktor adalah susunan pita atom. Pada bahan-bahan terdapat pita konduksi maupun
pita valensi. Pada konduktor kedua pita tersebut saling menumpuk, pada isolator jarak
keduanya cukup jauh. Sedangkan pada semikonduktor jarak keduanya tidak terlalu jauh dan
ini memungkinkan terjadinya tumpang tindih jika dipengaruhi misalnya: panas, medan
magnet, dan tegangan yang cukup tinggi.
Semikonduktor adalah bahan penghantar arus listrik yang terbatas. Bahan ini bisa
menghantarkan dalam jumlah tertentu atau dalam keadaan tertentu. Bahan yang termasuk
jenis ini adalah germanium, silikon dan karbon. Transistor, dioda dan komponen aktif lainnya
biasanya menggunakan germanium atau silikon, sedangkan untuk perangkat pasif (seperti
resistor) menggunakan karbon.
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.
1.2. Rumusan Masalah
Dari latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan suatu permasalahan yaitu :
Bagaimana aplikasi semikonduktor pada transistor dan dioda, serta fungsinya dalam
elektonika?
1.3. Tujuan Pembuatan
Penulisan paper atau makalah ini bertujuan agar kita lebih mengetahui apa itu semikonduktor,
dan bagaimana aplikasi dari bahan semikonduktor dalam kehidupan kita sehari-hari
1
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Bahan semikonduktor merupakan bahan yang dipakai dalam pembuatan komponen
elektronika seperti resistor, dioda, transistor, kapasitor, dan lain sebagainya. Antara bahan
yang satu dengan yang lainnya mempunyai sifat dasar dan karakteristik yang berbeda.
Sebelum mulai mempelajari komponen elektronika terlebih dahulu akan dipelajari tentang
sifat dasar bahan semikonduktor sebagai berikut.
2.1. TEORI ATOM
Atom adalah partikel yang sangat kecil dan terdiri atas proton, elektron, serta neutron.
Inti atom adalah sebagian besar massa atom dan semua muatan positif berkumpul pada
sebuah titik di tengah-tengah atom. Atom terdiri atas nukleus dengan elektron-elektron yang
bergerak di sekitar nukleus yang menyerupai sistem tata surya. Nuklesu tersebut bermuatan
positif dan merupakan inti atom, yang menjadi pusat hampir semua massa atom. Inti atom
tersebut berisi proton dan neutron, dengan massa kira-kira 2000 kali massa elektron,
sedangkan massa proton sama dengan massa neutron.
Elektron memiliki sifat tarik menarik dengan proton dan tolak menolak dengan
sesama elektron. Dari dal ini maka timbul konsep muatan listrik. Elektron bermuatan negatif,
proton bermuatan positif, dan neutron tidak bermuatan atau netral.
Menurut Niels Bohr (1913), elektron-elektron dari suatu atom tersusun atas beberapa
kulit atau orbit yang berada pada jarak yang berbeda dari inti atom.
Atom dan lingkaran orbit electron K, L, M, N, O, P, Q adalah kulit atau orbit elektron. Pada
setiap kulit elektron hanya bergerak elektron-elektron dengan jumlah elektron maksimum.
Jumlah elektron maksimum kulit K adalah 2, kulit L adalah 8, kulit M adalah 18, dst.
2
2.2. STRUKTUR ATOM BAHAN SEMIKONDUKTOR
Bahan semikonduktor murni akan menjadi isolator pada suhu mutlak (-273°C), hal ini
dikarenakan elektron valensi terikat erat pada tempatnya. Elektron valensi adalah elektron-
elektron yang terletak di kulit terluar sebuah unsur. Susunan elektron pada beberapa atom:
NAMA
UNSUR
LINGKARAN ORBIT JUMLAH
ELEKTRON
ELEKTRON
VALENSIK L M N O P Q
Born 2 3 - - - - - 5 3
Alumunium 2 8 3 - - - - 13 3
Silicon 2 8 4 - - - - 14 4
Fosfor 2 8 5 - - - - 15 5
Gallium 2 8 18 3 - - - 31 3
Germanium 2 8 18 4 - - - 32 4
Arsenikum 2 8 18 5 - - - 33 5
Indium 2 8 18 18 3 - - 49 3
Antimony 2 8 18 18 5 - - 51 5
Barium 2 8 18 18 8 2 - 56 2
Silikon dan Germanium adalah bahan semikonduktor yang paling banyak digunakan
dalam pembuatan komponen elektronika. Silikon lebih banyak digunakan daripada
Germanium karena sifatnya yang stabil pada suhu tinggi.
2.3. SIFAT KONDUKTOR, ISOLATOR, DAN SEMIKONDUKTOR PADA
PEMBUATAN KOMPONEN ELEKTRONIKA
Konduktor adalah bahan yang konduktivitasnya tinggi sehingga dapat mengalirkan
listrik dengan baik. Konduktor sering disebut dengan penghantar karena dapat
menghantarkan arus listrik. Contoh, tembaga, seng, alumunium, baja, dsb.
Isolator adalah bahan yang tidak dapat menghantarkan listrik karena konduktivitasnya
rendah. Contoh: plastik, kayu kering, karet, kain, dll.
3
Semikonduktor adalah bahan yang terletak di antara konduktor dan isolator. Contoh,
silikon, germanium, antimon, dll. Sifat bahan, baik konduktor, isolator, maupun
semikonduktor terletak pada struktur jalur atau pita energi atom-atomnya. Pita energi adalah
kelompok tingkat energi elektron dalam kristal. Sifat-sifat kelistrikan sebuah kristal
tergantung pada struktur pita energi dan cara elektron menempati pita energi tersebut. Pita
energi dibedakan menjadi 3, yaitu:
1. Jalur valensi.
Penyebab terbentuknya jalur valensi adalah adanya ikatan ato-atom yang membangun
kristal. Pada jalur ini elektron dapat lepas dari ikatan atomnya jika mendapat energi.
2. Jalur konduksi.
Jalur konduksi adalah tempat elektron-elektron dapat bergerak bebas karena
pengaruh gaya tarik inti tidak diperhatikan lagi. Dengan demikian elektron dapat bebas
menghantarkan listrik.
3. Jalur larangan.
Jalur larangan adalah jalur pemisah antara jalur valensi dengan jalur konduksi.
Yang membedakan apakah bahan itu termasuk konduktor, isolator, atau semikonduktor
adalah energi Gap (Eg). Satuan energi gap adalah elektron volt (eV). Satu elektron volt
adalah energi yang diperlukan sebuah elektron untuk berpindah pada beda potensial sebesar 1
volt. Satu elektron volt setara dengan 1,60 x 10-19 Joule. Energi gap adalah energi yang
diperlukan oleh elektron untuk memecahkan ikatan kovalen sehingga dapat berpindah jalur
dari jalur valensi ke jalur konduksi. Energi gap germanium pada suhu ruang (300K) adalah
0,72 eV, sedangkan silikon adalah 1,1 eV.
Bahan-bahan semikonduktor dengan energi gap yang rendah biasanya dipakai sebagai
bahan komponen elektronika yang dioperasikan pada suhu kerja yang rendah pula.
2.4. ARUS PADA SEMIKONDUKTOR
Pada semikonduktor dikenal dua macam arus, yaitu arus drift dan arus difusi. Arus
drif adalah arus yang ditimbulkan oleh mengalirnya muatan-muatan yang disebabkan oleh
perbedaan potensial.
Contohnya adalah arus yang terjadi pada bahan resistif yang dipasang pada suatu tegangan
listrik.
4
Arus difusi adalah arus yang tidak disebabkan oleh adanya perbedaan tegangan,
melainkan akibat gerak random dari pertikel-partikel bermuatan yang disebabkan oleh energi
panas. Contohnya adalah elektron mengalir dari suatu tempat yang padat ke tempat yang
sedikit sampai dicapainya suatu keseimbangan.
BAB III
PEMBAHASAN
.
4.1 Aplikasi Semikonduktor
Alat Semikonduktor atau semiconductor devices, adalah sejumlah komponen
elektronik yang menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor, yaitu Silikon, Germanium,
dan Gallium Arsenide. Alat-alat semikonduktor zaman sekarang telah menggantikan alat
thermionik (seperti tabung hampa). Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi
elektronik dalam bentuk padat (solid state), bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau
bentuk gas (gaseous state). Alat-alat semikonduktor dapat ditemukan dalam bentuk-bentuk
dicrete (potongan) seperti transistor, diode, dll, atau dapat juga ditemukan sebagai bentuk
terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar dalam satu keping Silikon yang dinamakan
Integrate Circuit (IC).
Bila sebuah semikonduktor murni dan tidak ter-eksitasi oleh sebuah input seperti
medan listrik dia mengijinkan hanya jumlah sangat kecil arus listrik untuk berada dalam
dirinya, dan ia merupakan sebuah isolator. Alasan utama mengapa semikonduktor begitu
berguna adalah konduktivitas semikonduktor yang dapat dimanipulasi dengan menambahkan
ketidakmurnian (doping, dengan pemberian sebuah medan listrik, dikenai cahaya, atau
dengan cara lain). CCD sebagai contoh, unit utama dalam kamera digital, bergantung pada
kenyataan bahwa konduktivitas semikonduktor meningkat dengan terkenanya sinar. Operasi
transistor tergantung konduktivitas semikonduktor yang dapat ditingkatkan dengan hadirnya
sebuah medan listrik.
Konduksi arus dalam sebuah semikonduktor terjadi melalui elektron yang dapat
bergerak atau bebas dan lubang. Lubang ini, dapat diperlakukan sebagai muatan-positif yang
merupakan lawan dari elektron yang bermuatan-negatif. Untuk mudahnya penjelasan elektron
5
bebas disebut elektron, tetapi harus dimengerti bahwa mayoritas elektron dalam benda padat,
tidak bebas, tidak menyumbang kepada konduktivitas.
Bila sebuah kristal semikonduktor murni sempurna, tanpa ketidakmurnian, dan
ditaruh di suhu yang mendekati nol mutlak dengan tanpa eksitasi (yaitu, medan listrik atau
cahaya), dia tidak akan berisi elektron bebas dan tidak ada lubang, dan oleh karena itu akan
menjadi sebuah isolator sempurna. Pada suhu ruangan, eksitasi panas memproduksi beberapa
elektron bebas dan lubang dalam pasangan-pasangan, tetapi kebanyakan semikonduktor pada
suhu ruangan adalah isolator.
Dengan mengkombinasikan bahan semikonduktor tipe P dan tipe N dengan berbagai
cara, maka akan diperoleh peralatan semikonduktor yang dipergunakan dalam elektronika
modern. Peralatan semikonduktor tersebut antara lain Transistor, Diode, dan sebagainya.
4.1.1 Transistor
Transistor merupakan pengkombinasian dari bahan semikondoktor. Ada beberapa
jenis transistor, antara lain :
1. Junction Transistor
Junction transistor merupakan kombinasi tiga lapis semikonduktor tidak murni dari
tipe P dan tipe N. Ada dua jenis junction transistor yaitu:
a. Transistor P-N-P
b. transistor N-P-N.
Ada tiga tipe pengkombinasian kedua tipe semikondutor yaitu:
Alloy Junction Ground Junction
Mesa dan Planner Transistor
6
P NN
EB
C
PNP
E B C
NN P
E B C
Gambar 4.1 Jenis Junction Transistor
Ada beberapa keunggulan dari penggunaan transistor dibanding dengan penggunaan
tabung vakum udara, antara lain:
a. Ukurannya kecil
b. Pemakaian dayanya kecil (power consumption)
c. Lebih murah dan lebih realiable (dapat dipercaya)
2. Transistor Tanpa Bias
Pada gambar 3.4 a menunjukkan majority carrier sebelum bergerak melewati
junction. Elekton bebas berdifusi melewati junction yang mana menghasilkan dua lapisan
penggosongan (gambar 3.4.b). Untuk setiap lapisan penggosongan ini potensial barriernya
sebesar kira-kira 0.7 V (untuk silikon) pada suhu 25º C (untuk transistor germanium 0.3 V).
Ada tiga daerah yang mempunyai level doping yang berbeda, lapisan penggosongan
tidak mempunyai lebar yang sama, makin banyak suatu daerah di-dop, makin besar
konsentrasi ion dekat junction.
E B C
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - -
- - - - - --
+ + +
+ + +
+ + +
+ + +
- - - - - -
- - - - -- -
- - -- - -
-- - - - --
-
N P N
(a)
E B C
- - - - - +
- - - - - +
- - - - - +
- - - - - +
- + + -
- + + -
- + + -
- + + -
+ - - - - -
+ - - - -
+ - - - - -
+ - - - - -
(b)
Gambar 4.2 Lapisan Penggosongan
7
3. Transistor dengan Bias Forward-Reverse
a. Prinsip Kerja
Pada gambar 3.5 menunjukkan bahwa diode emitter dibias forward dengan diode kolektor
dibias reserve. Kondisi ini disebut Transistor Bias Forward-Reserve (FR).
Kita mengharapkan memperoleh arus emitter yang besar karena diode emitter dibias
forward, dan kita tidak mengharapkan arus kolektor yang besar karena diode kolektor dibias
reserve, tetapi dalam kenyataannya lain, malah kita memperolah arus kolektor yang besar.
Gambar 4.3 Cara kerja Transistor Bias Forward-Reserve
Pada saat awal bias forward diberikan pada diode emitter, elektron-elektron dalam emitter
belum memasuki basis. Jik kemudian VEB naik lebih besar daripada potensial barrier (> 0.7
Volt), maka banyak elektron-elektron emitter memasuki daerah basis.
Elektron-elektron ini dalam basis dapat mengalir dalam dua arah, yang pertama kearah
bawah basis yang tipis menuju basis dan kedua kearah junction kolektor menuju ke dalam
daerah kolektor.
Elektron yang mengalir ke bawah melalui daerah basis, mereka akan jatuh ke dalam hole-
hole dan mengalami proses rekombinasi dengan hole basis, selanjutnya mengalir ke dalam
kawat basis luar. Arus ini desebut arus rekombinasi dan arus ini kecil sekali. Hmpir kurang
dari 5% arus yang diinjeksikan emitter akan mengalir ke bawah basis.
Sedangkan arus emitter yang menuju ke arah kolektor, bias forward akan memaksa
elektron emitter masuk ke daerah basis yang tipis terus menuju ke daerah penggosongan
kolektor. Selanjutnya medan lapisan penggosongan kolektor akan mendorong arus elektron
ke dalam daerah kolektor. Elektron ini akan melewati daerah kolektor terus menuju ke kawat
kolektor. Hampir lebih dari 95% arus diinjeksikan emitter akan mengalir ke kolektor.
8
Dari uraian diatas dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1) Bias forward pada diode emitter akan mengandalkan jumlah elektron yang diinjeksi ke dalam
basis. Makin besar potensial VEB, makin banyak elektron yang diinjeksi.
2) Bias reserve pada diode kolektor mempunyai pengaruh yang kecil terhadap banyaknya
elektron yang memasuki kolektor. Dengan menaikkan VCB tidak akan banyak pengaruhnya
terhadap jumlah elektron yang sampai pada lapisan penggosongan kolektor.
b. Simbol Transistor
Gambar 4.4 Simbol-simbol Transistor
Dari gambar tersebut menunjukkan simbol-simbol transistor NPN dan PNP. Emitter
mempunyai tanda panah, sedangkan kolektor tidak. Satu hal yang perlu diingat, bahwa tanda
panah pada emitter menunjukkan arah arus konvensional emitter (arah arus konvensional
berlawanan dengan arah arus elektron).
Selain penggunaan transistor seperti diatas, transistor juga dapat digunakan sebagai
rangkaian penguat. Bila suatu transistor akan digunakan sebagai penguat sinyal
arus/tegangan, maka pada outputnya diberi tahanan beban (RL) dan pada inputnya
dimasukkan sinyal yang akan dikuatkan. Sinyal input umumnya merupakn tegangan atau arus
bolak-balik dan sebelum sinyal memasuki transistor biasanya dipasang suatu kondensator
yang berfungsi untuk melakukan sinyal dan mencegah/memblokir tegangan searah (DC).
9
B
C
E
Jenis PNP Jenis NPN
B
C
E
Demikian pula pada bagian outputnya, tahanan beban akan digandeng dengan suatu
kondensator ke bagian selanjutnya dengan alasan yang sama.
Ada tiga macam dasar rangkaian penguat, yaitu:
a. Common Base Amplifier
b. Common Emitter Amplifier
c. Common Collector Amplifier
Gambar 4.5 Jenis rangkaian penguat
Untuk mengetahui gejala-gejala yang timbul di dalam rangkaian penguat terdapat
karakteristik-karakteristik dari transistor. Karakteristik itu biasanya diberikan oleh pabrik
pembuat transistor tersebut, yaitu:
a. Karakteristik input, yaitu karakteristik yang menggambarkan hubungan antara arus
input dengan tegangan input dengan suatu unsur output tertentu.
b. Karakteristik output, yaitu karakteristik yang menggambarkan hubungan antara arus
output dengan tegangan output pada suatu unsur input tertentu.
c. Karakteristik gabungan antara karakteristik input dengan karakteristik output.
4.1.2 Diode
Pada suhu ruangan, suatu semikonduktor tipe P mempunyai pembawa muatan
sebagian besar berupa hole-hole sebagai hasil pemasukan tak-murnian, dan sebagian kecil
berupa elektron-elektron bebas yang dihasilkan oleh energi thermal. Dipihak lain, dalam
10
Vs
IEIC
RS
VBB+
-
-+VCC
RLVBEVCB
Common Base AmplifierCommon Emitter Amplifier
Vs
IC
IB
VEBVCEIE
VCCVBB+-
-+
RLRS
Common Collector Amplifier
Vs
IE
IB
VEBVCB
ICRSRL
VBB
VCC -+
+-
semikonduktor tipe N pembawa muatan sebagian besar berupa elektron-elektron bebas dan
hanya mengandung sebagian kecil hole-hole. Jika kedua tipe semikonduktor tersebut
digunakan secara terpisah, masing-masing tipe tidak lebih dari suatu penghambat (resistor)
karbon. Akan tetapi apabila kedua tipe tersebut dihubungkan, maka hasilnya berupa suatu
penghantar satu arah. Dan apabila kedua tipe tersebut digabungan maka akan menghasilkan
sesuatu yang disebut Diode yang merupakan singkatan dari di yang berarti dua dan ode yang
artinya elektrode Maka arti dari diode adalah suatu piranti dua elektrode yang dapat mengalir
arus pada arah tertentu. Adapun simbol dari diode itu sendiri yakni :
Ada beberapa tipe diode:
1. Tipe diode P-N dengan forward bias (pra-tegangan maju)
Gambar 4.6 Type Dioda P-N dengan Forward bias (pra-tegangan maju)
Prinsip kerjanya yakni diode P-N disambungkan dengan baterai yang bersifat
variable, dimana potensial positif dihubungkan ke tipe P dan potensial negatif dihubungkan
dengan tipe N. Diumpamakan bahwa kontak-kontak A dan B adalah baik dan ideal, tanpa ada
potensial kontak.
Kita anggap potensial awal baterai adalah 0 volt, bila suatu elektron bebas dari tipe N
ingin memasuki daerah barrier, elektron ini menghadapi tembok ion-ion negatif yang akan
menolaknya kembali ke daerah N semula. Pada awalnya, tembok ion-ion negatif itu masih
rendah (tipis) dan elektron-elektron bebas dari tipe N yang mempunyai energi yang cukup
11
Simbol Dioda
+-
P N
+
-
+ +
-
+
-
+
-
- - - - -
+ + + +
- - - - -
+ + + +
- - - - -
+ + + ++
-
+ +
-
+
-
+
-
+
-
+ +
-
+
-
+
-
VT
+ -
besar masih mampu menerobos dan mengatasi tembok tersebut. Namun hasil penerobosan ini
akan menghasilkan pembentukan tembok ion-ion negatif yang baru, yang akibatnya tembok
ion-ion negatif makin tinggi (tebal), sehingga energi elektron-elektron bebas ini tidak lagi
cukup untuk mengatasi tolakan ion-ion negaitf tersebut.
Apabila potensial baterai secara perlahan-lahan dinaikkan hingga mencapai
potensial 0.7 V, maka elektron-elektron pada sisi N dekat persambungan akan memperoleh
energi yang cukup besar untuk memasuki sisi P. Selanjutnya apabila potensial baterai
tersebut dinaikkan kembali, maka kedua sisi kristal P dan N akan ada madan listrik yang akan
mendorong hole-hole dari sisi P akan melewati persambungan dari kiri ke kanan dan
elektron-elektron bebas dari sisi N akan melawati persambungan dari kanan ke kiri.
Apabila potensial baterai diperbasar terus, maka suatu saat diode akan hangus, sebab
arus yang mengalir terlampau besar.
Selain daripada itu terdapat pula pengaliran arus karena penyusupan minority carriers
yang disebabkan adanya suhu. Arus listrik yang disebabkan penyusupan minority carriers
dinamakan arus diffusi, sedangkan arus karena adanya tekanan dari medan listrik yaitu arus
karena majority carriers dinamakan arus hantaran (drift current atau conduction current).
Jadi melalui persambungan terjadi pengaliran arus dengan mudah yang terdiri dari:
1. Majority carriers negatif dari kanan ke kiri
2. Majority carriers positif/hole dari kiri ke kanan
3. Minority carriers positif dan negatif baik ke kanan maupun ke kiri
Karena pengaliran arus di dalam forward bias ini dapat dilakukan dengan mudah,
maka tahanan dari batang ini (tipe P dan tipe N) dalah kecil.
2. Tipe diode P-N dengan Reversed bias (pra-tegangan balik)
Gambar 4.7 Type Dioda P-N dengan Reserved bias (pra-tegangan balik)
12
+-
+
-
+ +
-
+
-
+
-
- - - - -
+ + + +
- - - - -
+ + + +
- - - - -
+ + + ++
-
+ +
-
+
-
+
-
+
-
+ +
-
+
-
+
-
VT
- +
P N
Seandainya potensial dari baterai dibuat sedemikian rupa sehingga tipe P mendapat
potensial negatif dan tipe N mendapat potensial positif, maka majority carriers pada masing-
masing tipe akan ditarik oleh potensial baterai, yaitu elektron-elektron bebas bergerak ke
kanan dan hole-hole bergerak ke kiri meninggalkan batang.
Apabila ada kemungkinan arus IR mengalir maka arus ini semata-mata terdiri dari arus
diffuse, jadi kecil sekali, sehingga batang dengan reversed bias hampir mengalirkan arus yang
tidak ada artinya, umumnya berjumlah beberapa mikro-ampere saja atau dapat dikatakan
tahanan batang besar. Arus ini dinamakan arus jenuh atau saturation current.
Apabila potensial reversed bias makin lama makin besar sehingga melampoi
breakdown voltage, maka arus IR menjadi besar sekali mencapai tingkatan tertentu yang
disebut Zener Level.
Dengan adanya perilaku diode baik forward maupun reversed bias yang demikian,
maka diode dapat dipakai sebagai penyearah arus bolak-balik.
Selain tipe diode diatas, ada juga beberapa macam diode lainnya :
a. Zener Diode
Simbol :
Karakeristik : Mulai dari arus > I3 zener diode akan memberikan tegangan yang konstan yaitu
sebesar VZ.
Fungsi : 1. Stabilisator tegangan
2. Sebagai clipper pada sirkit pulsa
Gambar :
b. Light Emitting Diode (LED)
Simbol :
Karakeristik : Diode dibuat dari bahan Gallium Arsenit. Bila diode tersebut dialiri arus, maka
LED akan menyala. Makin besar yang dialirkan, maka cahaya yang dipancarkan oleh LED
makin terang.
Gambar :
Fungsi : 1. Display (perangkat/permainan)
2. Switching Circuit
13
A K
A K
c. Thermionic Diode
Simbol :
Karakeristik : Diode ini mempunyai slave yang lebih linier dan mempunyai swing yang lebih
besar.
Gambar
Fungsi : 1. Pulse Circuit
2. Switching Circuit
Adapun karakteristik dari diode itu sendiri yakni mudah mengalirkan arus apabila tipe
P-nya diberi potensial positif dan boleh dikatakan hampir tidak dapat mengalirkan arus
apabila tipe P-nya diberi potensial negatif. Dan disamping digambarkan simbol dari diode
tersebut dengan arah panah adalah sebagai arah pengaliran arus yang mudah. Jadi apabila
diode diletakkan pada tegangan bolak-balik arus hanya dapat mengalir selama setengah
periode saja.
14
A K
SIFAT BAHAN ISOLATOR
Bahan yang disebut sebagai bahan isolator adalah bahan dielektrik, ini disebabkan jumlah elektron yang terikat oleh gaya tarik inti sangat kuat. Elektro-elektronya sulit untuk bergerak atau bahkan tidak sangat sulit berpindah, walaupun telah terkena dorongan dari luar. Bahan isolator sering digunakan untuk bahan penyekat (dielektrik). Pentyekat listrik terutama dimaksudkan agar listrik tidak dapat mengalir jika pada bahan penyekat tersebut diberi tegangan listrik. Untuk dapat memenuhi persyaratan tersebut, diperlukan jenis bahan yang sesuai. Selain syarat tersebut juga diperlukan syarat yang lain yang dipertimbangkan untuk memenuhi pemakaianya, antara lain :
Sifat Kelistrikan
Bahan penyekat mempunyai tahanan listrik yang besar. Penyekat listrik ditujukan untuk mencegah terjadinya kebocoran arus listrik antara kedua penghantar yang berbeda potensial atau untuk mencegah loncatan listrik ketanah. Kebocoran arus listrik harus dibatasi sekecil-kecilnya (tidak melampui batas yang telah ditentukan oleh peraturan yang berlaku).
Sifat Mekanis
Mengingat luasnya pemakaiannya pemakaian bahan penyekat, maka dipertimbangkan kekuatan struktur bahannya. Dengan demikian, dapat dibatasi hal-hal penyebab kerusakan dikarenakan kesalahan pemakaiannya. Misal diperlukan bahan yang tahan tarikan, maka kita harus menggunakan bahan dari kain daripada kertas. Bahan kain lebih kuat terhadap tarikan daripada bahan kertas.
Sifat Termis
Panas yang ditimbulkan dari dalam oleh arus listrik atau oleh arus gaya magnet, berpengaruh terhadap kekuatan bahan penyekat. Demikian panas yang berasal dari luar (alam sekitar). Dalam hal ini, kalau panas yang ditimbulkan cukup tinggi, maka penyekat yang digunakan harus tepat. Adanya panas juga harus dipertimbangkan, agar tidak merusak bahan penyekat yang digunakan.
Sifat Kimia
Panas yang tinggi yang diterima oleh bahan penyekat dapat mengakibatkan perubahan susunan kimia bahan. Demikian juga pengaruh adanya kelembaban udara, basah yang ada di sekitar bahan penyekat. Jika kelembaban tidak dapat dihindari, haruslah dipilih bahan penyekat yang tahan terhadap air. Demikian juga adanya zat-zat lain dapat merusak struktur kimia bahan. Mengingat adanya bermacam-macam asal, sifat dan ciri bahan penyekat, maka untuk memudahkan kita dalam memilih untuk aplikasi dalam kelistrikan, kita akan membagi bahan penyekat berdasar kelompoknya. Pembagian kelompok bahan penyekat adalah sebagai berikut :
* Bahan tambang (batu pualam, asbes, mika, dan sebagainya)* Bahan berserat (benang, kain, kertas, prespon, kayu, dan sebagainya)* Gelas dan keramik* Plastik
15
* Karet, bakelit, ebonit, dan sebagainya* Bahan yang dipadatkan.
Penyekat bentuk cair yang penting dan banyak digunakan adalah minyak transformator dan macam-macam hasil minyak bumi. Sedang penyekat bentuk gas adalah nitrogen dan karbondioksida (CO2). Penggunaan bahan isolator selain sebagai bahan penyekat adalah sebagai bahan tahanan (resistor). Bahan tahanan yang umumnya dipakai merupakan paduan/ campuran logam-logam terdiri dari dua atau lebih unsur bahan campuran. Pemakaian bahan tahanan dalam kelistrikan, antara lain :
* Untuk pembuatan kotak tahanan standart dan shunt* Untuk tahanan dan rheostats* Untuk unsur pemanas, kompor listrik dan sebagainya.
Sesuai dengan penggunaanya bahan tahanan haruslah memiliki tahanan jenis yang tinggi, koefisien temperatur yang tinggi, dan memiliki daya elektro-motoris termo yang kecil. Pada penggunaan yang membutuhkan daya tahan panas tinggi, bahan tahanan harus dipilih yang memiliki titik cair yang tinggi, selain itu bahan tahanan. pada keadaan panas yang tinggi tidak mudak dioksidir sehingga menjadi berkarat.
16
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik
yang berada di antara isolator dan konduktor. Sebuah semikonduktor bersifat
sebagai isolator pada suhu yang sangat rendah, pada suhu ruangan besifat sebagai
konduktor.
Semikonduktor merupakan bahan bukan konduktor murni bahan-
bahan logam seperti tembaga, besi, timah disebut semikonduktor yang lebih baik
sebab logam memliki susunan atom yang sedemikian rupa, sehinga elektronnya
dapat bergerak bebas.
Aplikasi bahan semikonduktor pada umumnya digunakan sebagai
dioda dan transistor.
17
Daftar Pustaka
Muhaimin, 1993, Bahan-Bahan Listrik Untuk Politeknik. Jakarta:Pradnya Paramita
Silaban Fantur, 1981, Dasar-dasar elektro teknik edisi ke-5. Jakarta:Erlangga
http://ariefcute.blogspot.com/2008/05/sifat-dasar-bahan-semikonduktor-bahan.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Alat_semikonduktor
http://id.wikipedia.org/wiki/Semikonduktor
18
top related