Pembelajaran Semikonduktor
Mari kenali apa sih Semikonduktor itu?
A. Pengertian Semikonduktor
Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada diantara insulator dan konduktor. Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah, namun pada temperatur ruangan bersifat sebagai konduktor. Bahan semikonduksi yang sering digunakan adaah silikon, germanium, dan gallium arsenide. Semikonduktor umumnya digunakan didunia elektronik, karena konduktansinya yang dapat diubah-ubah dengan menyuntikkan materi lain (bisa disebut materi doping).
B. Prinsip Kerja Semikonduktor
Semikonduktor merupakan elemen dasar dari komponen elektronika seperti dioda, transistor dan sebuah IC (integrated circuit). Disebut semi atau setengah konduktor, karena bahan ini memang bukan konduktor murni. Bahan-bahan logam seperti tembaga, besi, timah disebut sebagai konduktor yang baik sebab logam memiliki susunan atom yang sedemikian rupa, sehingga elektronnya dapat bergerak bebas.Tahun 1906 ,pickard merancang suatu diode detector dari Kristal slikon yang disebut dengan nama Cat’s wishker, dimana alat yang di buatnya ini terdiri atas suatu kawat yang disambungkan dengan Kristal silikon. Alat inilah yang dikenal sebagai dioada semikonduktor yang pertama.
C. Jenis-jenis Semikonduktor
Secara umum semikonduktor dibagi menjadi:
1. Semikonduktor Intrinsic (Murni)
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. Pada kristal semikonduktor instrinsik Si, sel primitifnya berbentuk kubus. Ikatan yang terjadi antar atom Si yang berdekatan adalah ikatan kovalen. Hal ini disebabkan karena adanya pemakaian 1 buah electron bersama ( ) oleh dua atom Si yang berdekatan. Menurut tori 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 energy 1,11 eV dan 0,66 eV.
2. Semikonduktor Ekstrinsik (Tidak Murni)
Semikonduktor yang telah terkotori (tidak murni lagi) oleh atom dari jenis lainnya dinamakan semikonduktor ekstrinsik. Proses penambahan atom pengotor pada semikonduktor murni disebut pengotoran (doping). Dengan menambahkan atom pengotor (impurities), struktur pita dan resistivitasnya akan berubah. Ketidakmurnian dalam semikonduktor dapat menyumbangkan elektron maupun hole dalam pita energi. Dengan demikian, konsentrasi elektron dapat menjadi tidak sama dengan konsentrasi hole, namun masing-masing bergantung pada konsentrasi dan jenis bahan ketidakmurnian.
a. Semikonduktor Tipe-n
Semikonduktor dengan konsentrasi elektron lebih besar dibandingkan konsentrasi hole disebut semikonduktor ekstrinsik tipe-n. Semikonduktor tipe-n menggunakan semikoduktor intrinsik dengan menambahkan atom donor yang berasal dari kelompok V pada susunan berkala, misalnya Ar (arsenic), Sb (Antimony), phosphorus (P). Atom campuran ini akan menempati lokasi atom intrinsik didalam kisi Kristal semikonduktor
b. Semikoduktor Tipe-P
Semikonduktor tipe-p, dimana konsentrasi lubang lebih tinggi dibandingkan elektron, dapat diperoleh dengan menambahkan atom akseptor. Pada Si dan Ge, atomnya aseptor adalah unsur bervalensi tiga (kelompok III pada susunan berkala) misalnya B (boron), Al (alumunium), atau Ga (galium).
D. Contoh Perangkat Semikonduktor
1. Transistor
Piranti tiga terminal atau lebih dikenal sebagai “transistor”. Terdapat dua jenis transistor yaitu : 1. Transistor bipolar atau BJT (bipolar junction transistor) 2. Transistor unipolar atau FET (field-effect transistor).
2. Dioda
Dioda merupakan salah satu komponen elektronika yang termasuk komponen aktif. Dibawah ini merupakan gambar yang melambangkan dioda penyearah.
3. Thermistor
Terima kasih sudah berkunjung :D
Sampai jumpaaaaaaaa
A. Pengertian Semikonduktor
Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada diantara insulator dan konduktor. Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah, namun pada temperatur ruangan bersifat sebagai konduktor. Bahan semikonduksi yang sering digunakan adaah silikon, germanium, dan gallium arsenide. Semikonduktor umumnya digunakan didunia elektronik, karena konduktansinya yang dapat diubah-ubah dengan menyuntikkan materi lain (bisa disebut materi doping).
B. Prinsip Kerja Semikonduktor
Semikonduktor merupakan elemen dasar dari komponen elektronika seperti dioda, transistor dan sebuah IC (integrated circuit). Disebut semi atau setengah konduktor, karena bahan ini memang bukan konduktor murni. Bahan-bahan logam seperti tembaga, besi, timah disebut sebagai konduktor yang baik sebab logam memiliki susunan atom yang sedemikian rupa, sehingga elektronnya dapat bergerak bebas.Tahun 1906 ,pickard merancang suatu diode detector dari Kristal slikon yang disebut dengan nama Cat’s wishker, dimana alat yang di buatnya ini terdiri atas suatu kawat yang disambungkan dengan Kristal silikon. Alat inilah yang dikenal sebagai dioada semikonduktor yang pertama.
C. Jenis-jenis Semikonduktor
Secara umum semikonduktor dibagi menjadi:
1. Semikonduktor Intrinsic (Murni)
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. Pada kristal semikonduktor instrinsik Si, sel primitifnya berbentuk kubus. Ikatan yang terjadi antar atom Si yang berdekatan adalah ikatan kovalen. Hal ini disebabkan karena adanya pemakaian 1 buah electron bersama ( ) oleh dua atom Si yang berdekatan. Menurut tori 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 energy 1,11 eV dan 0,66 eV.
2. Semikonduktor Ekstrinsik (Tidak Murni)
Semikonduktor yang telah terkotori (tidak murni lagi) oleh atom dari jenis lainnya dinamakan semikonduktor ekstrinsik. Proses penambahan atom pengotor pada semikonduktor murni disebut pengotoran (doping). Dengan menambahkan atom pengotor (impurities), struktur pita dan resistivitasnya akan berubah. Ketidakmurnian dalam semikonduktor dapat menyumbangkan elektron maupun hole dalam pita energi. Dengan demikian, konsentrasi elektron dapat menjadi tidak sama dengan konsentrasi hole, namun masing-masing bergantung pada konsentrasi dan jenis bahan ketidakmurnian.
a. Semikonduktor Tipe-n
Semikonduktor dengan konsentrasi elektron lebih besar dibandingkan konsentrasi hole disebut semikonduktor ekstrinsik tipe-n. Semikonduktor tipe-n menggunakan semikoduktor intrinsik dengan menambahkan atom donor yang berasal dari kelompok V pada susunan berkala, misalnya Ar (arsenic), Sb (Antimony), phosphorus (P). Atom campuran ini akan menempati lokasi atom intrinsik didalam kisi Kristal semikonduktor
b. Semikoduktor Tipe-P
Semikonduktor tipe-p, dimana konsentrasi lubang lebih tinggi dibandingkan elektron, dapat diperoleh dengan menambahkan atom akseptor. Pada Si dan Ge, atomnya aseptor adalah unsur bervalensi tiga (kelompok III pada susunan berkala) misalnya B (boron), Al (alumunium), atau Ga (galium).
D. Contoh Perangkat Semikonduktor
1. Transistor
Sumber: learn.sparkfun.com
Piranti tiga terminal atau lebih dikenal sebagai “transistor”. Terdapat dua jenis transistor yaitu : 1. Transistor bipolar atau BJT (bipolar junction transistor) 2. Transistor unipolar atau FET (field-effect transistor).
2. Dioda
Sumber: datainformen.blogspot.com
Dioda merupakan salah satu komponen elektronika yang termasuk komponen aktif. Dibawah ini merupakan gambar yang melambangkan dioda penyearah.
3. Thermistor
Sumber: endahswardani.wordpress.com.com
Sebuah thermistor dibuat dari bahan semikonduktor. Komponen ini dapat dibuat dalam bentuk piringan, batangan, atau butiran. Thermistor butiran dapat memiliki ukuran diameter yang hanya beberapa milimeter. Pada beberapa thermistor butiran, butir semikonduktor dibungkus oleh sebuah kapsul kaca.
4. Mikroprocessor
Sumber: electrokit.com
Mikroprosesor adalah sebuah IC (Integrated Circuit) yang digunakan sebagai otak/pengolah utama dalam sebuah sistem computer. Mikroprosesor merupakan hasil dari pertumbuhan semikonduktor.
E. Pembelajaran Melalui PhET Simulation
Simulasi Interaktif PhET, sebuah proyek di University of Colorado Boulder, adalah proyek sumber daya pendidikan terbuka nirlaba yang menciptakan dan menyelenggarakan penjelasan yang dapat dieksplor. Untuk melaksanakan pembelajaran ini teman-teman dapat mengakses materi, video, serta berbagai materi disini, bisa ngerjain kuis juga looohhh.
Lembar Kerja buka disini kuyy
Nahh ini PhET Simulation-nya
Video cara menggunakan Phet Simulation tentang Semikonduktor:
Video dari YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=lTHo2n4yur8&t=74s
F. Kuis
Untuk menguji pemahaman teman-teman tentang semikonduktor dapat mencoba kuis berikut yaaaa!
Terima kasih sudah berkunjung :D
Sampai jumpaaaaaaaa
Good sangat bermanfaat
BalasHapus