NAMA
: Muhammad Amir Baihaqi
NIM
: 2283150029
KELAS
: A (Semester 2)
!"#I
: E EN#I#IKAN $E $EKNIK EL ELEK$!"
MK
: #asar E%e&tr'i&a
!ANK*MAN SEMIK"N#*K$"! A+ #e,i #e,ii issi Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik
yang ang bera berada da dian dianta tara ra insu insula lato torr (iso (isola lato tor) r) dan dan kond konduk ukto torr. Sebu Sebuah ah semikonduktor bersifat sebagai insulator (isolator) pada temperature yang sangat rendah, namun pada temperatur ruangan bersifat sebagai konduktor. konduktor. Semikondu Semikonduktor ktor adalah bahan dengan dengan konduktiv konduktivitas itas listrik yang berada di antara insulator dan konduktor. konduktor. Konduktivitas semikonduktor berkisar antara 103 sampai 10- siemens per sentimeter sentimet er dan memiliki dan !elah energinya lebih ke!il dari " e# . $aha $ahan n semik semikon ondu dukt ktor or adal adalah ah baha bahan n yang yang bersi bersifat fat seten setengah gah konduktor karena !elah energi yang dibentuk oleh struktur bahan ini lebih ke!il dari !elah energi bahan isolator tetapi lebih besar dari !elah energi bahan konduktor, sehingga memungkinkan elektron berpindah dari satu atom penyusun ke atom penyusun lain dengan perlakuan tertentu terhadap bahan tersebut (pemberian tegangan, perubahan suhu dan sebagainya). %leh karena itu semikonduktor bisa bersifat setengah menghantar. B+ -eis -eis..-ei eiss atau K%asi, K%asi,i&a i&asi si 1. Semikonduktor Intrinsik Semiko Semikondu ndukto ktorr intrin intrinsik sik merupa merupakan kan semiko semikondu ndukto ktorr
yang yang
terdiri atas satu unsur sa&a, misalnya misalnya Si sa&a atau 'e sa&a. ada Kristal semikondukto semikonduktorr Si, 1 atom Si yang memiliki memiliki elektron elektron valensi berikatan dengan atom Si lainnya. 2. Semi Semiko kond ndukt uktor or Ekst Ekstrin rinsik sik *erbentuk dari semikonduktor murni yang dikotori oleh atom dopping sebagai penghasil elektron konduksi atau hole. *erdiri atas dua tipe+ *ipe (Silikon hospor atau /rseni!) dan
*ipe
(Silikon
Semikonduktor
ekstrinsik
$oron,
'alium
terbentuk
atau
melalui
ndium).
mekanisme
doping, yang dimaksudkan untuk mendapatkan elektron valensi bebas dalam ¨ah lebih banyak dan permanen sehingga diharapkan akan dapat menghantarkan listrik. ekanisme ini dilakukan dengan &alan memberikan atom pengotor ke bahan semikonduktor murni sehingga apabila atom pengotor memiliki kelebihan elektron valensi (valensi 2) akan terdapat elektron bebas yang dapat berpindah. Karena mengandung atom-atom pengotor, pembaa muatan didominasi oleh elektron sa&a atau lubang sa&a. /pabila semikonduktor murni diberikan pengotor dengan valensi kurang (valensi 3) maka akan terbentuk area kosong (hole) yang men&adi pembaa muatan. ekanisme ini menentukan &enis semikonduktor yang dibentuk (tipe atau tipe ). Semikonduktor tipe-n • 4apat dibuat dengan menambahkan se¨ah ke!il atom pengotor pentavalen (antimony, phosphorus atau arseni!) pada silikon murni. /tom-atom pengotor (dopan) ini mempunyai lima elektron valensi sehingga se!ara efektif memiliki muatan sebesar 25. 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 (lihat gambar 6.3). 4engan adanya energi thermal yang ke!il sa&a, sisa elektron ini akan men&adi elektron bebas dan siap men&adi pembaa muatan dalam proses hantaran listrik. aterial yang dihasilkan dari proses pengotoran ini disebut semikonduktor tipe-n karena menghasilkan pembaa muatan negatif dari kristal yang netral. Karena atom pengotor memberikan elektron, maka atom pengotor ini disebut sebagai atom donor.
•
Semikonduktor tipe-p 4engan !ara yang sama seperti pada semikonduktor tipe-n, semikonduktor tipe-p dapat dibuat dengan menambahkan se¨ah ke!il atom pengotor trivalen (aluminium,
boron,
galium
atau
indium)
pada
semikonduktor murni, misalnya silikon murni. /tomatom pengotor (dopan) ini mempunyai tiga elektron valensi sehingga se!ara 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 sebuah muatan positif dari atom silikon yang tidak berpasangan yang disebut lubang (hole). aterial yang dihasilkan
dari
proses
pengotoran
ini
disebut
semikonduktor tipe-p karena menghasilkan pembaa muatan negatif pada kristal yang netral. Karena atom pengotor menerima elektron, maka atom pengotor ini disebut sebagai atom aseptor (a!!eptor). 3. Resistansi Semikonduktor tipe-p atau tipe-n &ika berdiri sendiri tidak lain adalah
sebuah
resistor.
Sama
seperti
resistor
karbon,
semikonduktor memiliki resistansi. 7ara ini dipakai untuk membuat resistor di dalam sebuah komponen semikonduktor. amun besar resistansi yang bisa didapat ke!il karena terbatas pada volume semikonduktor itu sendiri. /+ Kara&teristi& Baha Semi&'du&t'r e%emeta% terdiri atas unsur unsur pada system periodik golongan # / seperti silikon (Si), 'ermanium ('e) dan Karbon (7).Karbon
semikonduktor
ditemukan
dalam
bentuk
Kristal
intan.Semikonduktor intan memiliki konduktivitas panas yang tinggi sehingga dapat digunakan dengan efektif untuk mengurangi efek panas pada pembuatan semikonduktor laser. Semi&'du&t'r aua (kompon) terdiri atas senyaa yang dibentuk dari logam unsur periodik golongan $ dan / (valensi 6 dan
3) dengan non logam pada golongan #/ dan #/ (valensi 2 dan ") sehingga membentuk ikatan yang stabil (valensi ). Semikonduktor gabungan dan # misalnya 'a/s dan n, sedangakan gabungan dan # misalnya 7d*e dan 8nS. #+ euaa Baha Semikonduktor merupakan terobosan dalam teknologi bahan listrik yang memungkinkan pembuatan komponen elektronik dalam u&ud mikro, sehingga peralatan elektronik dapat dibuat dalam ukuran yang lebih ke!il.
$eberapa
komponen
elektronik
yang
menggunakan
bahan
semikonduktor yaitu+ 1. Transistor *ransistor merupakan komponen elektronik yang dibuat dari materi semikonduktor yang dapat mengatur tegangan dan arus yang mengalir meleatinya dan dapat berfungsi sebagai saklar elektronik dan gerbang elektronik. *ransistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (sit!hing), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. *ransistor dapat berfungsi sema!am kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya ($9*) atau tegangan inputnya (:;*), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
2. Thermistor *ermistor (nggris+ thermistor) adalah alat atau komponen atau sensor elektronika yang dipakai untuk mengukur suhu.
rinsip dasar dari termistor adalah perubahan nilai tahanan (atau hambatan atau erstan atau resistan!e) &ika suhu atau temperatur yang mengenai termistor ini berubah. *ermistor ini merupakan gabungan antara kata termo (suhu) dan resistor (alat pengukur tahanan). *ermistor ditemukan oleh Samuel 6.061.=1.
/da
dua
ma!am
termistor
se!ara
umum+ osistor atau *7 (ositive *emperature 7oeffi!ient), dan *7 (egative
*emperature
7oeffi!ient).
ilai tahanan pada *7 akan naik &ika perubahan suhunya naik, sementara sifat *7 &ustru kebalikannya.
3. SR (Silicon Control Rectifier)
S7< singkatan dari Sili!on 7ontrol
yang serupa dengan tabung thiratron. Sebagai pengendalinya adalahgate ('). S7< sering disebut *herystor. S7< sebetulnya dari bahan !ampuran dan . si S7< terdiri dari (ositif
egatif
ositif
egatif)
dan
biasanya
disebut
*rioda. 4. IC (Integrated Circuit) Sirkuit terpadu ( bahasa nggris+ integrated !ir!uit atau 7) adalah komponen dasar yang terdiri dari resistor , transistor dan lain-lain. 7 adalah komponen yang dipakai sebagai otak peralatan elektronika. ntegrated 7ir!uit merupakan komponen elektronik yang terdiri atas beberapa terminal transistor yang tergabung membentuk
gerbang. asing
masing gerbang
dapat
dioperasikan sehingga membentuk logika tertentu yang dapat mengendalikan pengoperasian suatu perangkat elektronik. 'abungan dari beberapa buah 7 dan komponen lain dapat diproduksi dengan menggunakan bahan semikonduktor dalam bentuk !hip. 7hip multifungsi ini kemudian dikenal sebagai mikroprosesor yang berkembang hingga sekarang. 2. ioda engertian 4ioda adalah komponen aktif yang memiliki dua kutub dan bersifat semikonduktor. 4ioda &uga bisa dialiri arus listrik ke satu arah dan menghambat arus dari arah sebaliknya. 4iodasebenarnya tidak memiliki karakter yang sempurna, melainkan memiliki karakter yang berhubungan dengan arus dan tegangan komplek yang tidak linier dan seringkali tergantung pada teknologi yang digunakan serta parameter penggunaannya. amar $eta eertia #i'da
!acam"macam Semikonduktor dan #enggunaann$a NAMA SEMIK"N#*K$"! $arium *itinate ($a *i) $ismuth *elirida ($16 *e3) 7admium Sulfida (7d S) 'alliun /rsenida ('a /s)
'ermanium ('e) ndium /ntimonida (n Sb0 ndium /rsenida (n /s) Silikon (Si) Silikon 7arbida (Si 7b) Seng Sulfida (8n S) 'ermanium Silikon ('e Si) Selenium (Se) /luminium Stibium (/l Sb) 'allium ospor ('a ) ndium ospor (n ) *embaga oksida lumbung Sulfur (b S) lumbung Selenium (b Se) ndium Stibium (n Sb)
E+ r'ses
KE*NAANNA *ermistor Konversi termoeletrik Sel :oto 7ondu!tif 4ioda, transistor, laser, led, geberator, gelombang mikro 4ioda, transistor agneto resistor, pie?o resistor, detektor radiasi infra merah ie?o resistor 4ioda, transistor, 7 #aristor erangkat penerangan elektro embangkitan termoelektrik
4istribusi
iagram do%ing semikonduktor :ermi-4ira! sebagai dasar struktur
pita
dalam
semikonduktor. Salah satu alasan utama kegunaan semikonduktor dalam elektronik adalah sifatelektroniknya dapat diubah banyak dalam sebuah !ara terkontrol dengan menambah se¨ah ke!il ketidakmurnian. Ketidakmurnian
ini
disebut
dopant.
4oping
se¨ah
besar
kesemikonduktor dapat meningkatkan konduktivitasnya dengan faktor lebih besar dari satu milyar. 4alam sirkuit terpadu modern, misalnya, poly!rystalline sili!on didop-berat seringkali digunakan sebagai pengganti logam (9.'.$ednar? 1="). Salah satu alasan utama kegunaan semikonduktor dalam elektronik adalah sifat elektroniknya dapat diubah banyak dalam sebuah !ara terkontrol
dengan
Ketidakmurnian
ini
menambah disebut
se¨ah
dopan.
ke!il
4oping
ketidakmurnian.
se¨ah
besar
ke
semikonduktor dapat meningkatkan konduktivitasnya dengan faktor lebih besar dari satu milyar. 4alam sirkuit terpadu modern, misalnya, poly!rystalline sili!on didop-berat seringkali digunakan sebagai pengganti logam. 4oping dalam produksi semikonduktor, doping menun&uk ke proses yang bertu&uanmenambah ketidakmurnian (impurity).
kepada semikonduktor
sangat murni (&uga disebut intrinsik) dalam rangka mengubah sifat listriknya. Ketidakmurnian ini tergantung dari &enis semikonduktor. emberian doping dimaksudkan untuk mendapatkan elektronvalensi bebas dalam ¨ah lebih banyak dan permanen, yang diharapkan akan dapat mengahantarkan listrik. $eberapa dopant biasanya ditambahkan ketika boule ditumbuhkan, memberikan setiap afer doping aal yang hampir seragam. @ntuk membedakan unsur sirkuit,ilayah terpilih (biasanya dikontrol oleh photolithografi) didop lebih lan&ut dengan roses difusi atau implantasi ion, metode kedua lebih populer dalam produksi skala besar karena kemudahan pengontrolannya. 9umlah atom dopant yang dibutuhkan untuk men!iptakan sebuah perbedaan dalam kemampuan sebuah semikonduktor sangat ke!il. $ila se¨ah ke!il atom dopantditambahkan (dalam order 1 setiap 100.000.000 atom), doping ini disebut rendah atau ringan. Ketika lebih banyak atom dopant ditambahkan (dalam order 10.000) doping inidisebut sebagai berat atau tinggi. Aal ini ditun&ukkan sebagai n untuk dopant tipe-n atau p untuk doping tipe-p.
S"*!/E +
/di, Syukri. B/K/C/A S;K%4@K*%< (:SK/ 8/* /4/*)D http+EEadisyukri=3.blogspot.!o.idE6012E01Emakalah-semikonduktor-fisika?at-padat.html aranignsih, *ri. BF/K/C/AG$/A/ S;K%4@K*%
