1. Teori atom

a. Plato & Aristoteles

= Konsep atom yang dikemukakan oleh Plato dan Aristoteles yaitu semua zat adalahkombinasi

dari elemen-elemen dasar dengan sifat-sifatnya. Elemen-elemen dasar tersebutadalah api,

air, tanah, dan udara. (Aristoteles kemudian menambahkan elemen lainnya, yaituelemen Ether

yang merupakan suatu substansi sempurna yang menyusun benda-bendalangit).

b. John Dalton

= Atom merupakan bagian terkecil suatu zat yang tidak dapat dibagi-bagi. Dua atom

atau lebih yang berasal dari unsur-unsur berlainan dapat bersenyawa membentuk

molekul.Dalam suatu senyawa, atom-atom setiap unsur bergabung membentuk

senyawa dengan perbandingan tertentu dan sederhana.

c. Thomas Ernest Rutherford

= Atom terdiri atas inti atom yang bermuatanl istrik positif, inti atom mengandung

hampir seluruh massa atom dan dikelilingi oleh elektron-elektron bermuatan listrik

negatif seperti model tata surya. Atom bermuatan netral karena jumlah muatan inti

(positif) sama dengan jumlah muatan elektron yang mengelilinginya (negatif).Menurut

Rutherford, partikel alfa yang dibelokkan sedikit diperkirakan telah lewat cukupdekat dari proton

sehingga dibelokkan oleh gaya elektrostatik. Sedangkan beberapa partikelalfa yang dibelokkan

kembali ke sumber diperkirakan telah mengalami tumbukan dengan intisehingga dipantulkan

kembali oleh gaya elektrostatik.

Hasil percobaan ini membuatRutherford menyatakan hipotesanya bahwa atom tersusun dari

inti atom yang bermuatanpositif dan dikelilingi elektron yang bermuatan negatif.

d. Joseph John Thomson

=Atom adalah proton yang memiliki massa yang jauh lebih besar dibandingkanelektron, maka

model Thomson menggambarkan atom sebagai proton tunggal yang besar. Didalam partikel

proton, Thomson memasukkan elektron yang menetralkan adanya muatanpositif dari proton.

Menurut Thomson, atom terdiri dari suatu bulatan bermuatan positif denganrapat muatan yang

merata. Di dalam muatan positif ini tersebar elektron dengan muatannegatif yang besarnya sama

dengan muatan positif.

e. Neils Henrick David Bohr

= Menurutnya Bohr, atom adalah elektron dalam atom bergerak mengelilingi inti padalintasan-

lintasan tertentu dan tidak memancarkan energi. Lintasan-lintasan elektron itu disebutkulit atau

tingkat energi elektron.Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan yanglain dan

perpindahan elektron dari tingkat energi tinggi ke rendah disertai pemancaran energi.Sedangkan

perpindahan elektron dari tingkat energi rendah ke tinggi disertai penyerapanenergi.

Elektron yang bergerak pada lintasannya berada pada keadaan stasioner, artinyaelektron tidak

memancarkan atau menyerap energi.Model atom Bohr tidak cukup untukmemprediksikan

spektrum elemen yang lebih kompleks.

f. Prinsip Larangan Pauli

= Elektron pada atom tunggal, aturan ini menyatakan bahwa tidak ada dua elektron

yang memiliki bilangan kuantum yang sama. Jadi bila n, l, dan ml kedua elektron

semuanya sama, ms haruslah berbeda, sehingga kedua elektron tersebut memiliki

spin berlawanan. Secara lebih umum, tidak ada dua fermion identik (partikel dengan

spin pecahan) boleh menduduki keadaan kuantum yang sama secara bersamaan.

g. Prinsip Aufbau

= Elektron-elektron mulai mengisi orbital dengan tingkat energi terendah dan

seterusnya. Orbital yang memenuhi tingkat energi yang paling rendah adalah 1s

dilanjutkan dengan 2s, 2p, 3s, 3p, dan seterusnya.

2. Jelaskan

a. Konduktor merupakan suatu benda yang mudah mengantarkan arus listrik. Konduktorseperti

tembaga memiliki 1 elektron valensi. Konduktor makin baik apabila jarak

elektronvalensinya dengan inti makin jauh.

Makin jauh jarak elektron valensi dengan inti, makin kecildaya tarik elektron dengan inti

sehingga makin sedikit energi yang dibutuhkan untukmelepaskan elektron tersebut dari elektron

valensinya yang artinya makin mudah konduktortersebut dalam mengantarkan arus listrik.

b. Semikonduktor intrinsic

= Semikonduktor intrinsik adalah semikonduktor murni atau belum mengalami

pemambahan atom lain biasanya terdiri dari satu unsur saja misalnya Si atau Ge.

Pada kiristal semikonduktor Si, 1 atom Si memiliki 4 elektron valensi yang berikatan

dengan 4 atom Si lainnya.Pada Kristal semikonduktor intrinsik Si sel primitifnya

berbentuk kubus.Ikatan yang terjadi antar atom Si yang berdekatan adalah ikatan

kovalen.Hal ini disebabkan karena adanya pemakaian 1 buah elektron bersama oleh

dua atom Si yang berdekatan.

c. Semikonduktor ektrinsik

= 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. Pengertian Semikonduktor. Sifat - sifat semikonduktor Semi

konduktor pada umumnya bersifat isulator (tidak menghantarkan arus listrik) pada

suhu mendekati 0 °.Pada suhu kamar bersifat konduktor, makin tinggi suhunya

makin bersifat konduktor.Bisa diubah konduktivitasnya.Semikonduktor memiliki

resistansi.

Bervalesi 3

Semikonduktor Ekstrinsik bervalensi 3 atau yang sering disebut

dengan semikkonduktor tipe – p. Semikonduktor tipe-p dapat dibuat dengan

menambahkan sejumlah kecil atom pengotor trivalen (aluminium, boron, galium

atau indium) pada semikonduktor murni, misalnya silikon murni. Atom-atom

pengotor (doping) ini mempunyai tiga elektron valensi sehingga secara efektif hanya

dapat membentuk tiga ikatan kovalen. Saat sebuah atom trivalen menempati posisi

atom silikon dalam kisi kristal, terbentuk tiga ikatan kovalen lengkap, dan tersisa.

Semikonduktor ekstrinsik bervalensi 5 atau yang sering disebut dengan

semikonduktor tipe – n. Semikonduktor tipe-n dapat dibuat dengan menambahkan

sejumlah kecil atom pengotor pentavalen (antimony, phosphorus atau arsenic) pada

silikon murni. Atom-atom pengotor (dopan) ini mempunyai lima elektron valensi

sehingga secara efektif memiliki muatan sebesar +5q. Saat sebuah atom

pentavalen menempati posisi atom silikon dalam kisi kristal, hanya empat elektron

valensi yang dapat membentuk ikatan kovalen lengkap, dan tersisa sebuah elektron

yang tidak berpasangan

3. Lengkapi dengan gambar, apa yg anda ktahui tentang :

a. Ion

= Ion adalah atom atau sekumpulan atom yang bermuatan listrik. Ion bermuatan negatif,

yang menangkap satu atau lebih elektron, disebut anion, karena dia tertarik

menujuanode.Ion bermuatan positif, yang kehilangan satu atau lebih elektron,

disebut kation, karena tertarik ke katode. Proses pembentukan ion disebut ionisasi.

b. Atom

= Atom adalah suatu satuan materi yang kecil, yang terdiri atas inti atom serta

awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri atas proton yang

bermuatan positif, dan neutron yang bermuatan netral (kecuali pada inti atom Hidrogen-1,

yang tidak memiliki neutron). Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom

oleh gaya elektromagnetik.

c. Inti Atom

= Pusat dari atom disebut inti atom atau nukleus. Inti atom terdiri

dari protondan neutron.Banyaknya proton dalam inti atom disebut nomor atom, dan

menentukan elemen dari suatu atom.

d. Atom Netral

=Atom netral yaitu jumlah proton dan jumlah elektron dalam atomsama besar. Oleh

karena itu, muatan listrik membatalkan satu sama lain.

e. Elektron

= Elektron adalah partikel subatom yang bermuatan negatif dan umumnya ditulis sebagai e-.

Elektron tidak memiliki komponen dasar ataupun substruktur apapun yang diketahui,

sehingga ia dipercayai sebagai partikel elementer.

f. Elektron Valensi

= Elektron valensi adalah elektron yang berada pada orbital terluar dan elektron ini yang berperan

untuk melakukan interaksi.

g. Proton

= proton adalah partikel subatomik dengan muatan positif sebesar 1.6 × 10-19

coulomb dan massa 938 MeV (1.6726231 × 10-27 kg, atau sekitar 1836 kali massa

sebuah elektron).

h. Positron

= Positron adalah antipartikel atau antimateri dari elektron. Positron memiliki muatan

listrik sebesar +1.6 x 10^19, spin ½, dan massa yang sama dengan elektron. Ketika sebuah

positron berenergi rendah bertumbukan dengan elektron berenergi rendah, akan

terjadipemusnahan dan menghasilkan dua foton sinar gamma

i. Neutron

=Neutron atau netron adalah partikel subatomik yang tidak bermuatan (netral) dan

memiliki massa 940 MeV/c² (1.6749 × 10-27

kg, sedikit lebih berat

dari proton.Putarannya adalah ½.

j. Molekul

= Molekul didefinisikan sebagai sekelompok atom (paling sedikit dua) yang saling berikatan

dengan sangat kuat (kovalen) dalam susunan tertentu dan bermuatan netral serta cukup

stabil.

k. Senyawa

= Senyawa adalah zat murni yang terdiri dari dua unsur atau lebih yang bergabung

melalui reaksi kimia. Contohnya, dihidrogen monoksida (air, H2O) adalah sebuah

senyawa yang terdiri dari dua atom hidrogen untuk setiap atom oksigen.

l. Ikatan ion

= Ikatan ion (atau ikatan elektrokovalen) adalah jenis ikatan kimia yang dapat terbentuk

antara ion-ion logam dengan non-logam (atau ion poliatomik seperti amonium) melalui gaya

tarik-menarik elektrostatik. Dengan kata lain, ikatan ion terbentuk dari gaya tarik-menarik

antara dua ion yang berbeda muatan.

m. Ikatan kovalen

= Ikatan kovalen adalah sejenis ikatan kimia yang dikarakterisasikan oleh pasangan

elektron yang saling terbagi (kongsi elektron) di antara atom-atom yang berikatan.

Singkatnya, stabilitas tarikan dan tolakan yang terbentuk di antara atom-atom ketika mereka

berbagi elektron dikenal sebagai ikatan kovalen.

n. Kristal semikonduktor

= Kristal Semikonduktor merupakan atom yang menyusun dirinya bersama atom yang lainsecara

teratur yang memiliki sifat elektris diantara konduktor dan isolator (berelektronvalensi

4).

o. Pita valensi

= Pita valensi adalah pita energy yang mungkin diisi oleh electron dari zat padat

hingga komplit. Setiap pita memiliki 2N electron dengan N adalah jumlah atom. Bila

masih ada electron yang tersisa akan mengisi pita konduksi.

p. Pita konduksi

= pita konduksi adalah pita energi di atas pita valensi yang terisi sebagian atau tidak

terisi oleh elektron.

q. Celah terlarang (forbidden gaps)

= Celah terlarang (forbidden gaps ) merupakan celah yang terletak antara dua buah lintasanelektron

yang disebabkan karena elektron memiliki dua sifat, yaitu elektron sebagai partikeldan elektron

sebagai gelombang.

r. Elektron bebas

= Elektron yang terlepas dari lintasannya atau orbitnya disebut dengan electron

bebas. Electron yang keluar atau terlepas dari orbitnya tersebut karena pengaruh

dari luar. Electron yang terlepas inilah yang menghasilkan energy yang disebut

dengan energy atau arus listrik. Electron ini bias dilepas jika suatu benda logam

diberi gaya listrik. Akibat gesekan ini timbul panas atau percikan bunga api

seperti sepotong besi dipukul dengan palu. Percikan bunga api itulah yang

disebut electron bebas.

s. Lubang (hole)

= Lubang (hole ) merupakan tempat dari elektron dalam suatu atom yang telah ditinggalkanoleh

elektron tersebut. Hilangnya elektron ini menyebabkan atom kekurangan electron danatom

bermuatan positif

t. Rekombinasi

= Rekombinasi adalah suatu proses penggabungan electron-hole disebut juga anihilasi. Peristiwa

ini akan disertai pembebasan energi dalam bentuk panas atau cahaya tampak / tidak tampak

u. Umur (waktu) rekomendasi (life time)

= Umur (waktu) rekombinasi (life time ) adalah lama waktu antara terciptanya elektronbebas

sampai berekombinasinya elektron bebas tersebut dengan lubang

v. Pembawa mayoritas

= pembawa mayoritas merupakan elektron bebas yang terdapat pada semikonduktor tipe-ndan

merupakan hole pada semikonduktor tipe-p

w. Pembawa minoritas

= Pembawa minoritas adalah merupakan elektron bebas yang terdapat padasemikonduktor tipe-p

dan merupakan hole pada semikonduktor tipe-n

x. Efek hall

= E fek Hall yaitu suatu peristiwa berbeloknya aliran listrik (elektron) dalam

pelat konduktor karenaadanya pengaruh medan magnet. Ketika ada arus

listrik yang mengalir pada divais efek Hall yangditempatkan dalam

medan magnet yang arahnya tegak lurus arus listrik,

pergerakan pembawamuatan ak an be rbe lok k e sa lah s a tu s i s i dan

menghas i l k an medan l i s t r i k .

4. Cara meningkatkan jumlah banyaknya :

a. Electron bebas

= Elektron bebas adalah seperti halnya pada silicon, yaitu atom-atom pentavalen (atomyang

memiliki lima elektron valensi) ditambahkan ke silicon yang telah dipanaskan hinggamencair.

Contoh atom pentavalen antara lain arsen, antimon dan fosfor. Atom pentavalenini akan

menyumbangkan elektron ekstra ke kristal silicon.

b. Lubang (hole)

= Jumlah lubang (hole) seperti misalnya pada silicon, yaitu dengan menambahkan atomtrivalent,

yaitu atom dengan 3 elektron valensi (aluminium, boron dan galium). Atomtrivalen ini akan

menyumbangkan 3 elektron ekstra ke kristal silicon sehingga elektronvalensi campuran tersebut

adalah 4 (valensi asli silicon) + 3(valensi pengotor) = 7 valensi+ 1 hole. Makin banyak atom trivalent

yang dicampurkan, maka hole yang dihasilkan jugamakin banyak.

5. Sebutkan 4 faktor yang menyebabkan silicon menjadi lebih standar industry

dibandingkan dengan germanium I

a. Arus maju maksimum yang dibolehkan cukup besar, sampai 1000 A

b. Tegangan terbalik maksimum yang dibolehkan cukup tinggi, dapat mencapai 1000 V

c. Silikon memiliki arus bocor yang lebih rendah dibandingkan dengan germanium.

d. Silikon lebih berlimpah terdapat di alam dibandingkan dengan germanium

e. Perlawanan terbalik dari silikon sangat tinggi, dapat mencapai beberapa Mega ohm

6. Mengapa konduktifitas Ag > Cu > Au ?

= karena semakin jauh jarak inti dengan elektron pada elektron valensi, maka gayatarik-menarik antara

kedua benda itu semakin rendah. Artinya besar gaya yang dibutuhkanuntuk melepaskan elektron pada

kulit terluar menjadi elektron bebas yaitu Ag < Cu < Au,sehingga konduktifitas Ag > Cu > Au

II. Dioda Penyearah :

1. Jelaskan

a. Osmosis adalah perpindahan air melalui membran permeabel selektif dari bagian yang lebih

encer ke bagian yang lebih pekat. Membran semipermeabel harus dapat ditembus oleh

pelarut, tapi tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan gradien tekanan sepanjang

membran. Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tapi dapat dihambat secara buatan

dengan meningkatkan tekanan pada bagian dengan konsentrasi pekat menjadi melebihi

bagian dengan konsentrasi yang lebih encer.

b. Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian

berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasi yang

ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh

partikel tersebar luas secara merata atau mencapai keadaan kesetimbangan dimana

perpindahan molekul tetap terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi. Contoh yang

sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar.

c. Tegangan dadal (breakdown voltage)

= Tegangan dadal merupakan suatu tegangan yang mampu menembus kekuatan

dielektrik isolator dari suatu bahan isolator. Pada skripsi ini ditampilkan kekuatan

dielektrikum minyak pelumas TOP 1 SAE 10W-40, MESRAN SAE 10W-40,

ENDURO 4T SAE 10W-40, sehingga dengan pengujian yang dilakukan dapat

diketahui kualitas suatu suatu media/bahan isolator, agar mampu dipakai secara

efisien dan mampu memberi jaminan terhadap alat - alat listrik tegangan tinggi.

d. Gerak brown

= Gerak Brown adalah gerakan terus menerus dari suatu partikel zat cair ataupun gas,

artinya partikel-partikel ini tidak pernah dalam keadaan stasioner atau sepenuhnya diam.

Dengan mengamati beberapa partikel denganmikroskop dan dia menemukan bahwa

pergerakan terus menerus dari partikel-partikel kecil tersebut makin lama makin cepat

bila temperaturnya makin tinggi.

2. Jelaskan

a. Lapisan pengosongan (depletion layer)

= Lapisan pengosongan (depletion layer ) dimulai dari adanya ketidakseimbangan antarahole dalam

material tipe-p dan elektron pada material tipe-n pada sambungan pn. Elektronbebas dalam

material tipe-n cenderung menyebar ke segala arah. Sebagian elektronberdifusi menyeberangi

batas sambungan. Jika elektron bebas ini memasuki daerahmaterial tipe-p, maka dia akan menjadi

pembawa muatan minoritas.

b. Potensial barier

= potensial barrier yaitu beda potensial pada persambungan. Beda potensial ini

menjadi cukup besar untuk menghalangi proses penyebaran difusi selanjutnya dari

elektron-elektron bebas. Pada suhu ruangan potensial barrier bekerja sekitar 0,7 Volt

untuk Silikon dan 0,3 Volt untuk Germanium.

3. Jelaskan

a. Forward biased

= Sebuah persimpangan p-n dibentuk pada perbatasan antara jenis-p dan

semikonduktor tipe-n dibuat dalam kristal tunggal semikonduktor dengan doping,

misalnya dengan implantasi ion, difusi dopan, atau dengan epitaksi (tumbuh lapisan

kristal doped dengan satu jenis dopan di atas lapisan kristal didoping dengan jenis lain

dopan). Jika dua lembar terpisah dari bahan yang digunakan, ini akan memperkenalkan

batas butir antara semikonduktor yang sangat menghambat utilitas oleh hamburan

elektron dan lubang.

b. Reverse biased

= Reverse-biased adalah suatu keadaan dimana kristal p-n (dioda) diberi tegangan dalamarah

terbalik (bias negatif), dimana sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar (positif)dari sisi P

seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.

4. Kurva karakteristik diode (penyearah)

=