Bab I: Penghantaran Bab I: Penghantaran ListrikListrik

• Dalam ruang vakum: penghantaran terjadi jika ada Dalam ruang vakum: penghantaran terjadi jika ada elektron bebas yang tersedia untuk mengangkut muatan elektron bebas yang tersedia untuk mengangkut muatan dibawah pengaruh aksi medan listrik yang dikenakan.dibawah pengaruh aksi medan listrik yang dikenakan.

• Dalam gas yang terionisasi: penghantaran disumbang oleh Dalam gas yang terionisasi: penghantaran disumbang oleh adanya ion yang bermuatan positip maupun negatip serta adanya ion yang bermuatan positip maupun negatip serta elektron bebas yang bermuatan negatip..elektron bebas yang bermuatan negatip..

• Dalam cairan: pengangkut muatannya adalah ion-ion Dalam cairan: pengangkut muatannya adalah ion-ion positip dan ion-ion negatip serta elektron bebas dibawah positip dan ion-ion negatip serta elektron bebas dibawah pengaruh medan listrik.pengaruh medan listrik.

• Dalam benda padatan: ada banyak ragam jenis dan Dalam benda padatan: ada banyak ragam jenis dan banyaknya pengangkut muatan serta tingkat kemudahan banyaknya pengangkut muatan serta tingkat kemudahan pengangkut muatan itu bergerak dibawah pengaruh medan pengangkut muatan itu bergerak dibawah pengaruh medan listrik. Dari sifat penghantarannya dapat digolongkan atas:listrik. Dari sifat penghantarannya dapat digolongkan atas:1.1. Isolator: praktis tak tersedia pengangkut muatanIsolator: praktis tak tersedia pengangkut muatan2.2. Konduktor: tersedia jumlah yang banyak pengangkut muatan yg Konduktor: tersedia jumlah yang banyak pengangkut muatan yg

mobilmobil3.3. Semikonduktor: yang punya konduktivitas diantara isolator dan Semikonduktor: yang punya konduktivitas diantara isolator dan

konduktorkonduktor

Penghantaran oleh Penghantaran oleh LogamLogam

• Pada lazimnya logam, seperti tembaga dan perak, atom-Pada lazimnya logam, seperti tembaga dan perak, atom-atomnya tersusun dalam susunan yang beraturan atomnya tersusun dalam susunan yang beraturan membentuk sebuah kristal. Atom-atomnya sedemikian membentuk sebuah kristal. Atom-atomnya sedemikian berdekatan sehingga elekron- elekron yang terluar dan berdekatan sehingga elekron- elekron yang terluar dan yang longgar ikatannya ditarik oleh banyak inti-inti atom yang longgar ikatannya ditarik oleh banyak inti-inti atom tetangga, sehingga terikat tidak hanya kepada satu atom tetangga, sehingga terikat tidak hanya kepada satu atom tertentu saja. Elektron-eelektron ini berkeliaran bebas tertentu saja. Elektron-eelektron ini berkeliaran bebas menerobos kisi-kisi kristal. Pada suhu nol mutlak, elektron-menerobos kisi-kisi kristal. Pada suhu nol mutlak, elektron-elektron penghantar ini tidak mendapat perlawanan dalam elektron penghantar ini tidak mendapat perlawanan dalam gerakannya dan resistansinya nol.gerakannya dan resistansinya nol.

• Pada suhu normal, atom-atom yang kekurangan elektron Pada suhu normal, atom-atom yang kekurangan elektron (disebut ion positip), punya energi kinetik dalam bentuk (disebut ion positip), punya energi kinetik dalam bentuk getaran disekitar posisi netralnya dalam kisi, getaran ini getaran disekitar posisi netralnya dalam kisi, getaran ini ditentukan oleh suhunya. Disana ada pertukaran energi ditentukan oleh suhunya. Disana ada pertukaran energi terus-menerus antara ion yang bergetar dengan elektron terus-menerus antara ion yang bergetar dengan elektron bebas dalam bentuk tumbukan ebebas dalam bentuk tumbukan elalastis maupun non-elstis maupun non-elaastis. stis. Akibatnya adalah gerakan elektron yang acak (random), Akibatnya adalah gerakan elektron yang acak (random), jadi tak ada gerak netto dari elektron sehingga secara jadi tak ada gerak netto dari elektron sehingga secara rerata tak ada arus listrik.rerata tak ada arus listrik.

Gerak random elektron bebasGerak random elektron bebasketika tidak ada tegangan ketika tidak ada tegangan dari luardari luar

Gerak random plus gerak Gerak random plus gerak hanyutan hanyutan elektron bebas ketika ada elektron bebas ketika ada tegangan tegangan dari luardari luar

Inti atom logam (monovalent)Inti atom logam (monovalent)

Elektron bebasElektron bebas

HanyutanHanyutan

• Jika suatu medan listrik seragam dengan intensitas (kuat medan) Jika suatu medan listrik seragam dengan intensitas (kuat medan) (volt/m) (volt/m) dikenakan kepada bahan, elektron-elektron menjadi dipercepat; menumpuk dikenakan kepada bahan, elektron-elektron menjadi dipercepat; menumpuk dengan gerak random yang cepat, sehingga ada komponen kecepatan dalam dengan gerak random yang cepat, sehingga ada komponen kecepatan dalam

arah - arah - . . Pada setiap tumbukan tak elastik dengan ion, elektron kehilangan Pada setiap tumbukan tak elastik dengan ion, elektron kehilangan energi kinetiknya; kemudian dipercepat lagi, memperoleh energi kinetik lagi energi kinetiknya; kemudian dipercepat lagi, memperoleh energi kinetik lagi

dalam arah - dalam arah - , dan kehilangan energi kinetiknya lagi pada tumbukan tak , dan kehilangan energi kinetiknya lagi pada tumbukan tak elastik berikutnya lagi. Lama waktu diantara dua tumbukan tergantung elastik berikutnya lagi. Lama waktu diantara dua tumbukan tergantung kepada kecepatan random dan jarak lintasan bebas rata-rata. Secara rerata , kepada kecepatan random dan jarak lintasan bebas rata-rata. Secara rerata , elektron-elektron memperoleh kecepatan hanyut terarah elektron-elektron memperoleh kecepatan hanyut terarah u u yang sebanding yang sebanding

dengan dengan . . u u = = …(1)…(1)

disinidisini = mobilitas elektron, (meter/s)= mobilitas elektron, (meter/s)//(V/m)= m(V/m)= m22/V.s/V.s

Hasil aliran elektron yang mengangkut muatan –e pada kecepatan hanyut Hasil aliran elektron yang mengangkut muatan –e pada kecepatan hanyut uu membentuk arus listrik dengan arah berlawanan dengan arah aliran elektron. membentuk arus listrik dengan arah berlawanan dengan arah aliran elektron. Jika rapat elektron bebas ada Jika rapat elektron bebas ada n n butir per meter kubik. (Ke)Rapat(an) arus butir per meter kubik. (Ke)Rapat(an) arus J J ( A( A/ / mm2 2 ) adalah ) adalah

J = n e u = n e J = n e u = n e = = …(2)…(2)

dimana dimana = = n en e disebut disebut konduktivitaskonduktivitas bahan (siemen/meter). bahan (siemen/meter).Kebalikan dari Kebalikan dari (sigma) adalah (sigma) adalah resistivitaresistivitas bahan s bahan (rho) dalam ohm- (rho) dalam ohm-m.m.Persamaan (2) adalah Hukum Ohm dalam bentuk lain yaitu kerapatan arus Persamaan (2) adalah Hukum Ohm dalam bentuk lain yaitu kerapatan arus adalah sebanding dengan nilai gradien tegangan (adalah sebanding dengan nilai gradien tegangan ( = – = – dV/dxdV/dx). ).

Untuk konduktor dengan panjang Untuk konduktor dengan panjang l l (m) dan luas penampang (m) dan luas penampang A A (m(m22) ,) ,

Besar arus Besar arus I I = = J A J A == AA = = AA V / V / l l = = AA V V = = G VG V l l

Disini Disini G G = = AA disebut disebut konduktansikonduktansi dari konduktor dari konduktor (penghantar) (penghantar)

lldengan satuandengan satuan siemens. siemens.

Kebalikan dari Kebalikan dari G G disebut disebut resistansiresistansi R R dalam satuan dalam satuan ohmohm.. R R = 1 / = 1 / G G = = l l = = l l

AA AA Jadi hukum Ohm bisa juga ditulis sebagai Jadi hukum Ohm bisa juga ditulis sebagai I I = = G V G V

atau I atau I = = V_V_ RR

Ringkasan Ringkasan Konduktivitas LogamKonduktivitas Logam

• Dalam logam tersebar elektron-elektron Dalam logam tersebar elektron-elektron bebas yang bergerak secara random bebas yang bergerak secara random ketika bahan tak diberi beda potensialketika bahan tak diberi beda potensial

• Bila diberi beda potensial maka gerak Bila diberi beda potensial maka gerak elektron bebas menjadi terarah, dari elektron bebas menjadi terarah, dari potensial rendah ke potensial tinggipotensial rendah ke potensial tinggi

• Jadi ada pergeseran muatan negatip yang Jadi ada pergeseran muatan negatip yang menimbulkan fenomena arus listrik yang menimbulkan fenomena arus listrik yang mengalir kearah sebaliknya.mengalir kearah sebaliknya.

• Proses konduksi pada logam adalah oleh Proses konduksi pada logam adalah oleh drift drift (hanyutan) yang dialami elektron (hanyutan) yang dialami elektron bebas.bebas.

Bab II Bab II SEMIKONDUKTOR SEMIKONDUKTOR

Semikonduktor Tipe Intrinsik Semikonduktor Tipe Intrinsik dan Tipe Ekstrinsik dan Tipe Ekstrinsik

Penggolongan Penggolongan SemikonduktorSemikonduktor

SemikonduktorSemikonduktor

Semikonduktor Jenis Intrinsik Semikonduktor Jenis Ekstrinsik

Semikonduktor Tipe-P

Semikonduktor Tipe-N

Semikonduktor Jenis Semikonduktor Jenis IntrinsikIntrinsik

• Lazim dibuat dari kristal Si atau GeLazim dibuat dari kristal Si atau Ge yaitu jenis yaitu jenis atom bervalensi empat (tetravalent)atom bervalensi empat (tetravalent)

• Kristal Si atau Ge tersusun secara teratur dari Kristal Si atau Ge tersusun secara teratur dari atom- atom Si, atom- atom Si, atau Ge, atau Ge, yang mana satu atom yang mana satu atom saling mengadakan ikatan dengan 4 atom saling mengadakan ikatan dengan 4 atom tetangga terdekatnya dengan cara membentuk tetangga terdekatnya dengan cara membentuk orbit elektron patungan sehingga setiap atom orbit elektron patungan sehingga setiap atom dikitari 8 buah elektron sehingga susunannya dikitari 8 buah elektron sehingga susunannya stabil.stabil.

• Sifat konduktor tercipta akibat ada sejumlah kecil Sifat konduktor tercipta akibat ada sejumlah kecil elektron lepas dari orbit patungan ketika atom elektron lepas dari orbit patungan ketika atom menerima energi gelombang elektromaknetik, menerima energi gelombang elektromaknetik, sehingga tersedia elektron bebas sebagai partikel sehingga tersedia elektron bebas sebagai partikel pengangkut muatan negatip dan hole sebagai pengangkut muatan negatip dan hole sebagai partikel pengangkut muatan positip.partikel pengangkut muatan positip.

Dalam ruang (3 dimensi ) atom-atom Dalam ruang (3 dimensi ) atom-atom Ge atau Si tersususun secara Ge atau Si tersususun secara

tetrahedral dalam kristal, setiap atom tetrahedral dalam kristal, setiap atom bertetangga terdekat dengan 4 atom bertetangga terdekat dengan 4 atom

lainnyalainnya

• Dan untuk memudahkan menggambar dalam bidang datar (2 dimensi) maka susunan Dan untuk memudahkan menggambar dalam bidang datar (2 dimensi) maka susunan atom-atom itu digambarkan sebagai berikut:atom-atom itu digambarkan sebagai berikut:

Ge GeGeGe

Ge GeGeGe

Ge GeGeGe

Elektron Orbit patungan

Ge GeGeGe

Ge GeGeGe

Ge GeGeGe

Elektron Orbit patungan

Elektron Bebas

Hole

Ge GeGeGe

Ge GeGeGe

Ge GeGeGe

Elektron Orbit patungan

Elektron Bebas

Hole

+

+

+

+

+

+

+

-

-

-

-

-

-

-

Arus listrik konvensional

Arah elektron

Arah hole

Sisi tegangan tinggi

Sisi tegangan rendah

Semikonduktor Jenis Semikonduktor Jenis EkstrinsikEkstrinsik

Pembuatan:Pembuatan:

Atom Atom SemikonduktorSemikonduktor

Trivalen Trivalen Ekstrinsik Ekstrinsik

(Ga, In, Al, B) Tipe-P(Ga, In, Al, B) Tipe-P

Semikonduktor DicemariSemikonduktor DicemariIntrinsik (Doping)Intrinsik (Doping)(Si, Ge) (Si, Ge) Atom Atom

SemikonduktorSemikonduktor Pentavalen Pentavalen

Ekstrinsik Ekstrinsik (As, Sb, P) Tipe-N(As, Sb, P) Tipe-N

Ge GeGeGe

Ge GeGeB

Ge GeGeGe

Tidak lengkap 8 elektron

Elektron Orbit Patungan

Ge GeGeGe

Ge GeGeB -

Ge GeGeGe

Jadi lengkap 8 elektron

Elektron Orbit Patungan

Hole

Ge GeGeGe

Ge GeGeB -

Ge GeGeGe

Jadi lengkap 8 elektron

Elektron Orbit Patungan

Hole

Ge GeGeGe

Ge GeGeB -

Ge GeGeGe

Elektron Orbit Patungan

Hole

+

+

+

+

+

+

+

-

-

-

-

-

-

-

Arus listrik

Ge GeGeGe

Ge GeGeSb +

Ge GeGeGe

Elektron Orbit patungan

Elektron Yang Tidak Kebagian Partner = Elektron Bebas

Ge GeGeGe

Ge GeGeSb +

Ge GeGeGe

Elektron Orbit patungan

Elektron Yang Tidak Kebagian Partner = Elektron Bebas

+

+

+

+

+

+

+

Arus listrik

-

-

-

-

-

-

-

Pengangkut muatanPengangkut muatanSemikonduktSemikonduktoror

Pengangkut muatan Pengangkut muatan intrinsikintrinsik

Pengangkut muatan Pengangkut muatan ekstrinsikekstrinsik

elektronelektron holehole elektronelektron HoleHole

Jenis intrinsikJenis intrinsik

(Si atau Ge)(Si atau Ge) vv vv

Jenis ekstrinsikJenis ekstrinsik

Tipe-PTipe-P vv vv VVVVVV

Jenis ekstrinsikJenis ekstrinsik

Tipe-NTipe-N vv vv VVVVVV

Konduktivitas Konduktivitas Semikonduktor IntrinsikSemikonduktor Intrinsik

• Dalam semikonduktor intrinsik sifat menghantarkan Dalam semikonduktor intrinsik sifat menghantarkan listrik listrik disebabkan oleh terciptanya pasangan hole – disebabkan oleh terciptanya pasangan hole – elektron bebas dalam jumlah yang kecil elektron bebas dalam jumlah yang kecil yang lepas yang lepas dari orbitnya dari orbitnya akibat dari terpaan pancaran akibat dari terpaan pancaran gelombang elektromaknetik sehingga sebagian kecil gelombang elektromaknetik sehingga sebagian kecil elektron orbit patungan meningkat energinya dan elektron orbit patungan meningkat energinya dan masuk ke wilayah masuk ke wilayah conduction band conduction band menjadi elektron menjadi elektron bebas sedang orbit yang ditinggalkan menjadi hole, bebas sedang orbit yang ditinggalkan menjadi hole, sehingga hole menjadi pengangkut muatan positip sehingga hole menjadi pengangkut muatan positip dan elektron bebas menjadi pengangkut muatan dan elektron bebas menjadi pengangkut muatan negatip, kedua jenis partikel ini bergerak secara negatip, kedua jenis partikel ini bergerak secara random.random.

• Bila pada bahan diberi beda potensial dari luar, Bila pada bahan diberi beda potensial dari luar, sambil bergerak random hole hanyut menuju sisi sambil bergerak random hole hanyut menuju sisi tegangan rendah dan elektron bebas hanyut menuju tegangan rendah dan elektron bebas hanyut menuju sisi tegangan tinggi. Sehingga berlangunglah aliran sisi tegangan tinggi. Sehingga berlangunglah aliran arus listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah.arus listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah.

Konduktivitas Konduktivitas Semikonduktor EkstrinsikSemikonduktor Ekstrinsik

• Konduktivitas Semikonduktor disebabkan oleh dua Konduktivitas Semikonduktor disebabkan oleh dua kelompok pengangkut muatan:kelompok pengangkut muatan: Pengangkut muatan minor yang terdiri atas pasangan Pengangkut muatan minor yang terdiri atas pasangan

hole – elektron dari sifat intrinsik (baik pada Tipe-P hole – elektron dari sifat intrinsik (baik pada Tipe-P maupun Tipe-N), sertamaupun Tipe-N), serta Pengangkut muatan mayor 1 jenis yang Pengangkut muatan mayor 1 jenis yang berupa:berupa:

hole yang bermuatan positip (u/ Tipe-P), atauhole yang bermuatan positip (u/ Tipe-P), atau elektron yang bermuatan negatip (u/ Tipe-N)elektron yang bermuatan negatip (u/ Tipe-N)

• Oleh karena konsentrasi atom acceptor maupun donor Oleh karena konsentrasi atom acceptor maupun donor dapat di buat sesuai keinginan si pembuat maka konsentrasi dapat di buat sesuai keinginan si pembuat maka konsentrasi pengangkut muatan mayor dapat dibuat sesuai keinginan si pengangkut muatan mayor dapat dibuat sesuai keinginan si pembuat sehingga sifat konduktivitasnya pun dapat dibuat pembuat sehingga sifat konduktivitasnya pun dapat dibuat sesuai keingginan.sesuai keingginan.

• Karena banyaknya pembawa muatan mayor, maka Karena banyaknya pembawa muatan mayor, maka semikonduktor ekstrinsik bisa bersifat konduktor yang semikonduktor ekstrinsik bisa bersifat konduktor yang bagus.bagus.

• Perumusan konduktivitas listrik dalam Perumusan konduktivitas listrik dalam logam:logam:

• Kecepatan hanyutan (drift) elektron2 adalah fungsi mobilitas Kecepatan hanyutan (drift) elektron2 adalah fungsi mobilitas elektron elektron e e dan kuat medan listrik dan kuat medan listrik E E yang dikenakan yang dikenakan

ee• Banyaknya elektron yang menembus penampang lintang A dalam Banyaknya elektron yang menembus penampang lintang A dalam

satu sekon:satu sekon: = = n x n x ( ( x A x A))• Muatan yang diangkut per sekon = Muatan yang diangkut per sekon = e n e n AA• Substitusi nilaiSubstitusi nilai menghasilkan persamaanmenghasilkan persamaan

I= neAI= neAeeE = neAE = neAe e V/lV/l R = V/I = V/(neAR = V/I = V/(neAe e V/l)=(l/A)(1/(neV/l)=(l/A)(1/(neee)= )= l/Al/A Resistivitas Resistivitas = 1/n e = 1/n e ee ohm-m dan ohm-m dan Konduktivitas Konduktivitas = n e = n e e e Siemens/ohmSiemens/ohm

dimana dimana nn adalah banyaknya elektron bebas per volume (per m adalah banyaknya elektron bebas per volume (per m33)) A A adalah luas penampang lintang konduktor (madalah luas penampang lintang konduktor (m22))

l l adalah panjang konduktor (m)adalah panjang konduktor (m) I I adalah besar arusadalah besar arus (A) (A) E E adalah kuat medan listrikadalah kuat medan listrik (V/m) (V/m) e adalah besar muatan setiap satu elektron (coulomb)e adalah besar muatan setiap satu elektron (coulomb) kecepatan drift (hanyut) elektron (m/s)kecepatan drift (hanyut) elektron (m/s) V = V = beda potensial listrikbeda potensial listrik (volt) (volt)

Perumusan konduktivitas Perumusan konduktivitas Semikonduktor IntrinsikSemikonduktor Intrinsik

• Berbeda dengan pada logam yang pengangkut muatannya hanya Berbeda dengan pada logam yang pengangkut muatannya hanya elektron saja, pada semikonduktor intrinsik ini mempunya dua jenis elektron saja, pada semikonduktor intrinsik ini mempunya dua jenis pengangkut muatan yaitu elektron dan hole yang banyaknya sama, tapi pengangkut muatan yaitu elektron dan hole yang banyaknya sama, tapi berbeda jenis muatannya dan mobilitasnya.berbeda jenis muatannya dan mobilitasnya.

• Jadi arus total adalah Jadi arus total adalah I = II = Iee + I + Ihh

• Jadi arus total Jadi arus total I = e(nI = e(ni i e e + p+ pi i hh)A )A • = n= ni i e(e(e e + + hh)A karena n)A karena ni i = p= pii

• = n= ni i e ( e ( e e ++h h )EA )EA • KarenaKarena E = V/l E = V/l makamaka I = n I = ni i e (e (e e ++hh)VA/l )VA/l • RR= V/I = (l/A) ( = V/I = (l/A) ( 11/ (n/ (ni i e(e(ee++h h )) = )) = l/A l/A = 1= 1/(n/(ni i e( e( e e + + h h )) ohm-m)) ohm-m i i = n= ni i e ( e ( e e + + hh) S/m) S/m• Rapat arusRapat arus J= I/A= n J= I/A= ni i e( e( i i + + h h ) E= ) E= ii E E

• Pengaruh suhu pada semikonduktor : makin tinggi suhu, makin banyak Pengaruh suhu pada semikonduktor : makin tinggi suhu, makin banyak partikel pengangkut muatan npartikel pengangkut muatan nii dan p dan pii , sehingga makin besar , sehingga makin besar konduktivitas dan makin kecil resistivitas.konduktivitas dan makin kecil resistivitas.

Disini arti simbol adalahDisini arti simbol adalah nnii = = banyaknya elektron bebas intrinsik per banyaknya elektron bebas intrinsik per satuan volumesatuan volume

ppi i = = banyaknya hole intrinsik per satuan volumebanyaknya hole intrinsik per satuan volume

e dandanh adalah mobilitas elektron dan hole masing-masing

Tabel 1. Sifat-sifat Silicon dan Tabel 1. Sifat-sifat Silicon dan Germanium murni pada Germanium murni pada suhu 300 K (27suhu 300 K (27ooC)C)

Ketr.: penulisan desimal adalah dalam sistem InggrisKetr.: penulisan desimal adalah dalam sistem Inggris

Catatan: Bilangan Avogadro Catatan: Bilangan Avogadro = 6,022 = 6,022 10 1023 23 atom/g-atomatom/g-atom

Silicon Germanium

Energy gap (eV) 1.1 0.67

Electron mobility n (m2/Vs)

0.135 0.39

Hole mobility p (m2/Vs) 0.048 0.19

Intrinsic carrier density (pairs/m3 )

1.5 1016 2.4 1019

Intrinsic resistivity i (m) 2300 0.46

Density (g/m3 ) 2.33 106 5.32 106

Berat atom (nomer massa) (g/g-atom)

28.09 72.60

Contoh Soal:Contoh Soal:• Hitunglah konsentrasi relatif dari atom silikon dan pasangan hole-Hitunglah konsentrasi relatif dari atom silikon dan pasangan hole-

elektron pada suhu kamar dan hitunglah resistivitas intrinsiknya.elektron pada suhu kamar dan hitunglah resistivitas intrinsiknya.• JwbJwb.:.:• Dengan hukum Avogadro, konsentrasi atom-atom Si adalahDengan hukum Avogadro, konsentrasi atom-atom Si adalah

• Dari tabel di depan konsentrasi intrinsik pada 300 K adalah 1,5 Dari tabel di depan konsentrasi intrinsik pada 300 K adalah 1,5 10101616

pasang elektron-hole per meter kubik sehingga perbandinganpasang elektron-hole per meter kubik sehingga perbandingan

• Berhubung dalam semikonduktor intrinsik Berhubung dalam semikonduktor intrinsik nn==pp==nni i maka maka konduktivitas intrinsik adalahkonduktivitas intrinsik adalah

• Dan resistivitas intrinsik sama denganDan resistivitas intrinsik sama dengan

•

3283623

/105/09,28

/1033,2/10022,6matom

atomgg

mgatomgatomnA

holeelektronpasangperSiatomn

n

i

A

1216

28

103,3105,1

105

mS

enepn ipnpni

/104,4106,1105,1048,0135,0 41916

mi

i

2280104,4

114

Perumusan Konduktivitas Perumusan Konduktivitas Semikonduktor EkstrinsikSemikonduktor Ekstrinsik

• Persamaan umum untuk rapat arus bila diterapkan untuk semikonduktor Persamaan umum untuk rapat arus bila diterapkan untuk semikonduktor ekstrinsik adalahekstrinsik adalah

• JJ= = ee((nnee++pphh))EE• (a) (a) Jika semikonduktor tipe-P makaJika semikonduktor tipe-P maka

JJp p = e (n= e (nppee + + ppp p hh))EE• (b(b) Jika semikonduktor tipe-N maka) Jika semikonduktor tipe-N maka

JJnn = e (n = e (nnne + e + ppn n hh))EE• dimana dimana nnpp dandan p ppp adalah rapat elektron dan hole setelah pemberian adalah rapat elektron dan hole setelah pemberian

doping atom trivalen untuk menjadi tipe-Pdoping atom trivalen untuk menjadi tipe-P• dan dan nnn n dan dan p pn n adalah rapat elektron dan hole setelah pemberian adalah rapat elektron dan hole setelah pemberian

doping atom pentavalen untuk menjadi tipe-Ndoping atom pentavalen untuk menjadi tipe-N• Maka konduktivitas diberikan dengan persamaanMaka konduktivitas diberikan dengan persamaan

pp= = e (ne (nppee++pppphh… untuk tipe-P… untuk tipe-Pnn= = e (ne (nnnee++ppnnhh) … untuk tipe-N ) … untuk tipe-N

Dan jika pengangkut muatan minoritas dapat diabaikan Dan jika pengangkut muatan minoritas dapat diabaikan J /E J /E atauatau J= J= makamaka

JJpp = = ppppeehhE dan E dan pp= = ppppee hh….untuk tipe-P….untuk tipe-P

JJn n = = nnppeeeeE dan E dan nn= = nnnnee ee ….untuk tipe-N ….untuk tipe-N

Penggunaan Penggunaan SemkonduktorSemkonduktor

• ThermistorThermistor• Dioda semikonduktor (Dioda Dioda semikonduktor (Dioda

persambungan P-N): dioda biasa, dioda persambungan P-N): dioda biasa, dioda zener, LED, dioda foto, tunnel diode, zener, LED, dioda foto, tunnel diode, varactor, dioda PIN, dioda Schottky, step varactor, dioda PIN, dioda Schottky, step recovery diode, Gunn diode, IMPATT recovery diode, Gunn diode, IMPATT Diode, SCR, TRIAC)Diode, SCR, TRIAC)

• Transistor : BJT (bipolar junction Transistor : BJT (bipolar junction transistor, FET (field effect transistor), transistor, FET (field effect transistor), UJT, LASCR. UJT, LASCR.