Prinsip dasar
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 16

Prinsip Dasar PowerPoint PPT Presentation


  • 127 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Semikonduktor. Prinsip Dasar.

Download Presentation

Prinsip Dasar

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Prinsip dasar

Semikonduktor

PrinsipDasar

Semikonduktormerupakanelemendasardarikomponenelektronikasepertidioda, transistor dansebuah IC (integrated circuit).Disebut semi atausetengahkonduktor, karenabahaninimemangbukankonduktormurni.Bahan- bahanlogamsepertitembaga, besi, timahdisebutsebagaikonduktor yang baiksebablogammemilikisusunan atom yang sedemikianrupa, sehingga elektronnya dapat bergerak bebas.


Prinsip dasar

Sebenarnya atom tembagadenganlambangkimia Cu memilikiinti 29 ion (+) dikelilingioleh 29 elektron (-). Sebanyak 28 elektronmenempati orbit-orbit bagiandalammembentukinti yang disebut nucleus.Dibutuhkanenergi yang sangatbesaruntukdapatmelepaskanikatanelektron-elektronini. Satubuahelektronlagiyaituelektron yang ke-29, beradapada orbit paling luar.Orbit terluarinidisebut pita valensidanelektron yang beradapada pita inidinamakanelektronvalensi. Karenahanyaadasatuelektrondanjaraknya 'jauh’ dari nucleus, ikatannyatidaklahterlalukuat. Hanyadengan energi yang sedikit saja elektron terluar ini mudahterlepasdariikatannya.


Prinsip dasar

Gambar :ikatan atom tembaga

Pada suhu kamar, elektron tersebut dapat bebas bergerak atau berpindah-pindah dari satu nucleus ke nucleus lainnya. Jikadiberiteganganpotensiallistrik, elektron-elektrontersebutdenganmudahberpindahkearahpotensial yang sama. Phenomenaini yang dinamakansebagaiaruslistrik. Isolator adalah atom yang memilikielektronvalensisebanyak 8 buah, dandibutuhkanenergi yang besaruntukdapatmelepaskanelektron-elektronini.


Prinsip dasar

Dapatditebak, semikonduktoradalahunsur yang susunanatomnyamemilikielektronvalensilebihdari1 dan kurang dari 8. Tentu saja yang paling "semikonduktor" adalah unsur yang atomnya memiliki 4 elektronvalensi.


Susunan atom semikonduktor

Bahansemikonduktor yang banyakdikenalcontohnya adalah Silicon (Si), Germanium (Ge) dan GaliumArsenida (GaAs).

Germanium dahuluadalahbahansatu-satunya yang dikenaluntukmembuatkomponensemikonduktor. Namun belakangan, silikon menjadi popular setelah ditemukan cara mengekstrak bahan ini dari alam. Silikon merupakan bahan terbanyak ke dua yang adadibumisetelahoksigen (O2).

Pasir, kacadanbatu-batuan lain adalahbahanalam yang banyak mengandung unsur silikon. Dapatkahandamenghitungjumlahpasirdipantai.

Struktur atom kristal silikon, satu inti atom (nucleus) masing-masingmemiliki 4 elektronvalensi. Ikataninti atom yang stabiladalahjikadikelilingioleh 8 elektron, sehingga 4 buahelektron atom kristaltersebutmembentukikatankovalendengan ion-ion atom tetangganya. Padasuhu yang sangatrendah(0ºK), struktur atom silikon divisualisasikan seperti padagambarberikut.

Susunan Atom Semikonduktor


Prinsip dasar

strukturduadimensikristalSilikon


Prinsip dasar

Ikatankovalenmenyebabkanelektrontidakdapatberpindahdarisatuinti atom keinti atom yang lain. Padakondisidemikian, bahansemikonduktorbersifat isolator karenatidakadaelektron yang dapatberpindahuntukmenghantarkanlistrik.

Pada suhu kamar, ada beberapa ikatan kovalen yang lepas karena energi panas, sehingga memungkinkan elektron terlepas dari ikatannya. Namunhanyabeberapajumlahkecil yang dapatterlepas, sehinggatidakmemungkinkanuntuk

menjadikonduktor yang baik.


Prinsip dasar

Ahli-ahli fisika terutama yang menguasai fisika quantum pada masa itu mencoba memberikan doping padabahansemikonduktorini.

Pemberian doping dimaksudkanuntukmendapatkanelektronvalensibebasdalamjumlahlebihbanyakdanpermanen, yang diharapkanakandapat mengahantarkan listrik. Kenyataanya demikian, merekamemangisengsekalidanjenius.


Prinsip dasar

Tipe-N

Misalnyapadabahansilikondiberi doping phosphorusatau arsenic yang pentavalenyaitubahankristal dengan inti atom memiliki 5 elektron valensi.

Dengan doping, Silikon yang tidaklagimurniini (impurity semiconductor) akanmemilikikelebihanelektron.

Kelebihanelektronmembentuksemikonduktortipe-n. Semikonduktortipe-n disebutjugadonor yang siapmelepaskanelektron.


Prinsip dasar

doping atom pentavalen


Prinsip dasar

Tipe-P

Kalausilikondiberi doping Boron, Gallium atau Indium, makaakandidapatsemikonduktortipe-p. Untukmendapatkansilikontipe-p, bahandopingnyaadalahbahantrivalenyaituunsurdengan ion yang memiliki 3 elektron pada pita valensi.

Karena ion silikonmemiliki 4 elektron, dengandemikian ada ikatan kovalen yang lubang (hole). Hole inidigambarkansebagaiakseptor yang siapmenerimaelektron. Dengandemikian, kekuranganelektronmenyebabkansemikonduktorinimenjadi

tipe-p.


Prinsip dasar

doping atom trivalen


Prinsip dasar

Resistansi

Semikonduktortipe-p atautipe-n jikaberdirisendiritidak lain adalahsebuah resistor. Samaseperti resistor karbon, semikonduktormemilikiresistansi.

Cara ini dipakai untuk membuat resistor di dalam sebuahkomponensemikonduktor. Namunbesarresistansi yang bisadidapatkecilkarenaterbataspada volume semikonduktoritusendiri.


Prinsip dasar

Dioda PN

Jika dua tipe bahan semikonduktor ini dilekatkan pakai lem barangkali ya , maka akan didapat sambungan P-N (p-n junction) yang dikenalsebagaidioda.Padapembuatannyamemang material tipe P dantipe N bukandisambungsecaraharpiah, melainkandarisatubahan (monolitic) denganmemberi doping (impurity material) yang berbeda.


Prinsip dasar

Gambar: sambungan p-n

Jikadiberiteganganmaju (forward bias), dimanategangansisi P lebihbesardarisisi N, elektrondenganmudahdapatmengalirdarisisi N mengisikekosonganelektron (hole) di sisi P.


Prinsip dasar

sambungan p-n

Sebaliknyajikadiberiteganganbalik (reverse bias), dapatdipahamitidakadaelektron yang dapatmengalirdarisisi N mengisi hole disisi P, karenategangan potensial di sisi N lebih tinggi.

Dioda akan hanya dapat mengalirkan arus satu arahsaja, sehinggadipakaiuntukaplikasirangkaianpenyearah (rectifier). Dioda, Zener, LED, Varactordan

Varistoradalahbeberapakomponensemikonduktorsambungan PN yang dibahaspadakolomkhusus.


  • Login