Contents INTRODUCTION TABEL PERIODIK SEMIKONDUKTOR JENIS – JENIS SEMIKONDUKTOR PN JUNCTION
HI-PURITY GERMANIUM
Introduction Bahan semikonduktor ( setengah penghantar ) adalah bahan isolator pada suhu 0 K dan menjadi konduktor (penghantar) pada suhu 300 K
Bahan yang dapat berubah sifat kelistrikannya apabila temperaturnya berubah-ubah.
Dalam keadaan murninya mempunyai sifat sebagai isolator ; sedangkan pada temperatur kamar ( 27 ˚ C ) dapat berubah sifatnya menjadi bahan penghantar.
Tabel periodik semikonduktor
Struktur atom semikonduktor
Jenis-Jenis Semikonduktor Intrinsik
| semikonduktor murni yang tidak diberi doping |
Ekstrinsik
| semikonduktor murni yang diberi doping |
Jenis Semikndktr
Semikonduktor Intrinsik
Semikonduktor yang belum mengalami penyisipan oleh atom akseptor atau atom donor
Pada suhu tinggi elektron valensi dapat berpindah menju pita konduksi, dengan menciptakan hole pada pita valensi
Pengahantar listrik pada semikonduktor adalah elektron dan hole
Semikonduktor Intrinsik
Semikonduktor Ekstrinsik Tipe N
| Pengotoran oleh atom pentavalent yaitu, bahan kristal dengan inti atom memiliki 5 elektron valensi |
Tipe P
| Pengotoran oleh atom trivalent yaitu, bahan kristal dengan inti atom memiliki 3 elektron valensi |
Ada 2 Tipe
Tipe N Tipe N
Pengotoran oleh atom pentavalent yaitu, bahan kristal dengan inti atom memiliki 5 elektron valensi. Contoh
P , As
|Atom pengotor disebut atom donor| |Pembawa muatan disebut elektron|
Gambar tipe N?
Tipe P
Tipe P
Pengotoran oleh atom trivalent yaitu, bahan kristal dengan inti atom memiliki 3 elektron valensi. Contoh ; B, Ga
| Atom pengotornya disebut atom akseptor | | Pembawa muatan disebut hole |
Tipe P
PN JUNCTION Semikonduktor Ekstrinsik
Jika semikonductor disambungkan, maka elektron akan berdifusi
menuju daerah tipe-p, dan sebaliknya hole akan berdifuso menuju daerah tipe-n, sehingga terbentuk daerah persambungan. Pada daerah persambungan ini terbebas dari muatan mayoritas,
tetapi terjadi dipole muatan sehingga timbul medan listrik dan terjadi potensial halang.
PN JUNCTION Semikonduktor Ekstrinsik
DETEKTOR SEMIKONDUKTOR DETEKTOR ZAT PADAT
₮ Sambungan semikonduktor jenis dan p yang
bertindak
n
sebagai
detektor semikonduktor.
₮ Tampak bahwa di daerah deplesi ada medan listrik yang mencegah rekombinasi berikutnya.
DETEKTOR SEMIKONDUKTOR DETEKTOR ZAT PADAT
Tidak semua atom dapat digunakan sebagai atom akseptor atau atom donor, ada beberapa persyaratan : 1. Ukuran atom yang hampir sama dengan atom murni 2. Memiliki jumlah elektron valensi berbeda satu dengan atom murni
Resolusi Detektor
Pembuatan Detektor Semikonduktor High purity Ge atau Si : penyimpanan bisa suhu kamar tetapi operasi pada suhu N2 cair untuk menekan noise. Pembuatan Lithium drifted detector:
- Mulai dari sampel semikonduktor tipe p - Li didifusikan ke salah satu ujungnya dengan reverse bias dan sedikit penaikan temperatur maka Li masuk ke bahan itu. Ini menyebabkan tipe n - Ini menyebabkan daerah deplesi yang luas - Detektor ini harus disimpan di suhu N2 cair agar Li tak kembali keluar. Operasi juga harus dengan suhu N2 cair. Tebal daerah tipe n sekitar 1 mm.
Prinsip kerja detector semikonduktor
Kelemahan dan Keunggulan Detector Semikonduktor Keunggulan : Memiliki Resolusi energi yang lebih baik Detektor berukuran lebih kecil Detektor berukuran lebih kecil Efisiensi yang lebih tinggi untuk radiasi sinar Gamma Fast timing characteristic Memiliki volume detector efektif yang dapat diaur sesuai
dengan jenis radiasi yang diukur Kelemahan : Konstruksi rumit Mudah rusak
Hi-Purity Germanium Detektor germanium merupakan detektor gamma yang memiliki daya hisap/resolusi tinggi
Detektor Germanium
sebagian besar digunakan untuk
spektroskopi dalam fisika nuklir .
Hi-Purity Germanium Detektor silikon hanya dapat memiliki tebal tidak
lebih dari beberapa milimeter, karena itu dapat digunakan sebagai detektor serapan
total sinar gamma hingga beberapa MeV
Kelemahan Utama dari Detektor Germanium • Harus didinginkan sampai nitrogen cair suhu untuk menghasilkan data spektroskopi.
• Pada suhu yang lebih tinggi, elektron dengan mudah dapat menyeberangi celah pita dalam kristal dan mencapai pita konduksi, di mana mereka bebas untuk menanggapi medan listrik,
• menghasilkan terlalu banyak kebisingan listrik untuk berfungsi sebagai spektrometer.
Kelemahan Utama dari Detektor Germanium • Pendinginan suhu nitrogen cair (77 K) mengurangi Eksitasi termal elektron valensi
• Ge (Li) kristal pernah bisa diizinkan untuk pemanasan, seperti lithium akan melayang keluar dari kristal, merusak detektor.
• Detektor HPGe dapat dibiarkan memanas sampai suhu ruangan saat tidak digunakan.
