SEMIKONDUKTOR

OLEH

1. NURUL FATIMAH (120210102008)2. DESY QORAIMA PUTRI (120210102077)

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. Tahanan jenis bahan semi konduktor antara sekitar 10-2 Wm

sampai dengan sekitar 109 Ωm. Bahan semi konduktor yang banyak dipakai dalam elektkronika

adalah silikon (Si) dan Germanium (Ge). Pada 0

Kelvin Si mempunyai lebar pita terlarang

(energy gap) 0,785 eV, sedang untuk Ge 1,21 eV.

SEMI KON

DUKTOR

Intrinsik Ekstrinsik

Semi konduktor pada umumnya bersifat insulator (tidak menghantarkan arus listrik)

pada suhu mendekati 0 K.

Pada suhu kamar bersifat konduktor, makin tinggi suhunya makin bersifat konduktor.

Bisa diubah konduktivitasnya.

Semikonduktor memiliki resistansi.

SIFAT- SIFAT SEMIKONDUKTOR

Kegunaan Semikonduktor

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 atau dengan

menyuntikkan materi lain.

Dalam sirkuit terpadu modern, misalnya, polycrystalline silicon didop-berat seringkali digunakan sebagai pengganti logam.

DOPINGDoping merupakan sebuah proses dari penambahan impuritas (pengotor) ke

dalam semikonduktor murni (intrinsik). Penambahan doping tersebut dimaksudkan

untuk menambah konduktivitas listrik material semikonduktor. Perbedaan jumlah elektron elektron antara doping material

(dopan) dan elektron dalam semikonduktor murni dapat menghasilkan negatif (semikonduktor tipe n) atau positif

(semikonduktor tipe p) pembawa sifat listrik.Dopan disebut atom akseptor apabila menerima

elektron dari atom semikonduktor. Sedangkan dopan disebut donor apabila menyumbangkan elektron ke

atom semikonduktor.

Semikonduktor Intrinsik• Semikonduktor intrinsik merupakan

semikonduktor yang terdiri atas satu unsur saja, misalnya Si saja atau Ge saja. Pada kristal semikonduktor Si, 1 atom Si yang memiliki 4 elektron valensi berikatan dengan 4 atom Si lainnya.

• Menurut teori pita energi, pada T = 0 K pita valensi semikonduktor terisi penuh elektron, sedangkan pita konduksi kosong. Kedua pita tersebut dipisahkan oleh celah energi kecil, yakni dalam rentang 0,18 - 3,7 eV. Pada suhu kamar Si dan Ge masing-masing memiliki celah energi 1,11 eV dan 0,66 eV.

• Bila mendapat cukup energi, misalnya berasal dari energi panas, elektron dapat melepaskan diri dari ikatan kovalen dan tereksitasi menyebrangi celah energi.

• Elektron valensi pada atom Ge lebih mudah tereksitasi menjadi elektron bebas daripada elektron valensi pada atom Si, karena celah energi Si lebih besar dari pada celah energi Ge.

• Elektron ini bebas bergerak diantara atom. Sedangkan tempat kekosongan elektron disebut hole.

• Dengan demikian dasar pita konduksi dihuni oleh elektron, dan puncak pita valensi dihuni hole. Sekarang, kedua pita terisi sebagian, dan dapat menimbulkan arus netto bila dikenakan medan listrik.

• Jumlah elektron bebas sama dengan hole• Hantaran arus disebabkan oleh elektron bebas

dan hole• Arah pergerakan hole sama dengan arah

polaritas medan listrik E dan berlawanan arah dengan pergerakan elektron

• Umur rata-ratanya adalah antara 100-1000 detik atau lebih. Umur rata-rata dari sepasang elektron-hole (electron-hole pair) adalah jumlah waktu saat tertutupnya pasangan elektron-hole sampai bertemunya elektron bebas dengan hole. Adapun yang mengisi hole pada umumnya adalah elektron yang terikat dilapisan sebelah bawahnya.

Sifat-sifat semi konduktor intrinsik

Transistor

• Transistor adalah alat semikonduktor yang

dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan

penyambung (switching), stabilisasi tegangan,

modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya.

Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik,

dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau

tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran

listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber

listriknya.

Fungsi Transistor

• Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio.

• Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya.

Transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:

• Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide

• Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan

lain-lain

• Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET,

MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated

Circuit) dan lain-lain.

• Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel

• Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power

• Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor,

Microwave, dan lain-lain

• Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain

Dioda

• Dioda adalah komponen semi konduktor yang terdiri dari penyambung P- N. Dioda merupakan gabungan dari dua kata elektroda, yaitu anoda dan katoda.

Fungsi Dioda• Sebagai penyearah untuk komponen dioda bridge.• Sebagai penstabil tegangan pada komponen dioda zener.• Sebagai pengaman atau sekering.• Sebagai pemangkas atau pembuang level sinyal yang ada di atas atau bawah

tegangan tertentu pada rangkaian clipper.• Sebagai penambah komponen DC didalam sinyal AC pada rangkaian clamper.• Sebagai pengganda tegangan.• Sebagai indikator untuk rangkaian LED (Light Emiting Diode).• Dapat digunakan sebagai sensor panas pada aplikasi rangkaian power

amplifier.• Sebagai sensor cahaya pada komponen dioda photo.• Sebagai rangkaian VCO (Voltage Controlled Oscilator) pada komponen dioda

varactor.

Thermistor

• Termistor (thermistor) adalah komponen semikonduktor yang memiliki tahanan (resistansi) yang dapat berubah dengan suhu/temperature. Thermistor merupakan singkatan dari thermally sensitive resistor, yang berarti resistor yang peka atau sensitif terhadap suhu. Ada dua jenis termistor, yaitu: PTC (Positive Temperature Coefficient) dan NTC (Negative Temperature Coefficient ).

Integrated Circuit

• Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen elektronik yang dibuat dari bahan semi conductor, dimana IC merupakan gabungan dari beberapa komponen seperti Resistor, Kapasitor, Dioda dan Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil, IC digunakan untuk beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang berukuran relatif kecil.

Mikroprosessor

• Mikroprosesor adalah suaru komponen yang berbentuk chip IC (Integrated Circuit) yang terdiri dari beberapa rangkaian yaitu ALU (Arithmatic Logic Unit, CU (Control Unit), dan Register. Mikroprosesor juga disebut sebagai CPU (Central Prosessing Unit) dan merupakan komponen yang sangat penting di dalam sistem komputer. Mikroprosesor berfungsi sebagai pusat untuk memproses data di dalam sistem komputer.