Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

1 Pertemuan > > Matakuliah: >/ > Tahun: > Versi: >

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "1 Pertemuan > > Matakuliah: >/ > Tahun: > Versi: >"— Transcript presentasi:

1 1 Pertemuan > > Matakuliah: >/ > Tahun: > Versi: >

2 2 Learning Outcomes Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan mampu : >

3 3 Outline Materi Materi 1 : BAHAN SEMI KONDUKTOR

4 4 Konduktivitas Setiap bahan memiliki konduktivitas dengan nilai yang berbeda; Besar kecilnya konduktivitas suatu bahan ditentukan oleh jumlah muatan bebas yang dimiliki oleh bahan tersebut; Berdasarkan konduktivitas, bahan dapat digolongkan menjadi :  Konduktor, memiliki konduktivitas di atas 10 4  -1 m -1 ;  Semikonduktor, memiliki konduktivitas antara 10 4 s/d  -1 m -1 ;  Isolator, memiliki konduktivitas di bawah  -1 m - 1.

5 5 Bahan konduktor, isolator, dan semikonduktor Logam memiliki ikatan elektron valensi yang sangat lemah sehingga mudah bergerak melalui seluruh stukturnya bila dikenai gaya oleh suatu medan magnit; Jadi logam digolongkan sebagai konduktor, karena memiliki muatan bebas (elektron yang terdelokalisir) dalam jumlah yang sangat banyak; Sebaliknya keramik dan bahan polimer memiliki ikatan elektron yang sangat kuat dan ion-ionnya tidak mudah mengalami difusi, sehingga digolongkan sebagai isolator; Bahan semikonduktor seperti silikon (Si) dan germanium (Ge) memiliki karakterisrik diantara konduktor dan isolator; Besar kecilnya konduktivitas suatu bahan ditentukan oleh jumlah muatan bebas yang dimiliki oleh bahan tersebut.

6 6 Bila suatu tegangan dikenakan pada suatu bahan semikonduktor, maka electron (e - ) pada pita konduksi bergerak ke elektrode positif, sedang lubang (h + ) pada pita valensi bergerak ke elektrode negatif. Dengan demikian arus yang dihasilkan merupakan gabungan dari gerakan elektron dan gerakan lubang;

7 7 Konduktivitas yang dihasilkan oleh sejumlah pasangan electron dan lubang adalah :  = n e q  e + n h q  h dimana : jumlah elektron dan jumlah lubang (m -3 ) q =muatan (coulomb) n e & n h =  e &  h =mobilitas elektron dan lubang (m 2 v -1 s -1 ) Dalam semikonduktor intrinsik : n = n e = n h Sehingga :  = n q (  e +  h )

8 8 Mobilitas elektron dalam suatu semi konduktor lebih besar dari pada mobolitas lubang elektron dalam semi-konduktor yang sama (  e >  h ). Contoh sela energi elemen semikonduktor :

9 9 Sela energi intan/karbon (C) terlalu besar untuk dapat menghasilkan pembawa muatan, sehingga intan termasuk kelompok isolator; Silikon, germanium, dan timah putih memiliki struktur yang sama dan mempunyai pita yang tersisi; Karena timah putih memiliki elektron yang terbanyak dalam pita konduksi, oleh karena itu memiliki konduk-tivitas yang tertinggi. Sumber energi yang dapat meningkatkan konduktivitas suatu semikonduktor intrinsik : energi panas, energi cahaya (foton), dan energi elektron berkecepatan tinggi.

10 10 Energi panas : Logam akan mengalami kenaikan tahanan dan penurunan konduktivitas bila suhu meningkat, tetapi sebaliknya konduktivitas semikonduktor intrinsik meningkat dengan naiknya suhu. Konduktivitas :  =  o e -Eg/2kT dimana : konstanta pembanding yang mencakup faktor-faktor q dan  ; k =konstanta Boltzman (86,1x10 -6 eV/ O K);  o = T =temperatur absolut ( O K). Persamaan konduktivitas dapat pula dituliskan : ln  = ln  o - Eg/2kT Jadi dari persamaan di atas dapat dilihat bahwa  meningkat bila T meningkat.

11 11 Energi cahaya (foton) ; berupa sinar infra merah. Suatu foton dapat memacu elektron agar melompati sela energi, sehingga diha- silkan sepasang elektron konduksi dan lubang valensi sebagai pembawa muatan; Bila energi berkurang, pasangan elektron- lubang akan bergabung kembali; Pada saat elektron turun melalui sela, energi dibebaskan dalam bentuk energi cahaya (foton).

12 12 Semikonduktor Ekstrinsik Semikonduktor ekstrinsik dibuat dengan menambahkan sejumlah kecil atom-atom impuritas (disebut doping); Konduktifitas semikonduktor ekstrinsik tergantung pada jumlah impuritas. Terdapat dua jenis semikonduktor ekstrinsik :

13 13 Elektron atom fosfor yang ke lima dapat lepas dari atom induk dengan energi tambahan sedikit saja, dan diberikan pada pita konduksi sebagai pembawa muatan; Level energi Ed, sedikit di bawah puncak sela energi. Semikonduktor jenis-N ; sebagai contoh akan ditam- bahkan atom fosfor, yang memiliki 5 elektron valensi, ke dalam silikon yang memiliki 4 elektron valensi.

14 14 Semikonduktor jenis-P ; sebagai contoh akan ditam- bahkan atom aluminium, yang memiliki 3 elektron valensi, ke dalam silikon yang memiliki 4 elektron valensi. Atom aluminium dapat menerima sebuah elektron dari pita valensi, sehingga meninggalkan sebuah lubang elektron sebagai pembawa muatan; Level energi akseptor Ea, sedikit di atas bagian bawah sela energi.

15 15 Peralatan Elektronika yang Menggunakan Semikonduktor : Alat junction (dioda) ; yaitu peralatan yang meng- gunakan sambungan antara semikonduktor jenis N dan jenis P. Diode pemancar cahaya (lightemitting diode/ LED),banyak digunakan pada display digital seperti kalkulator Penyearah arus, yaitu untuk merubah arus bolak- balik menjadi arus searah (direct current). Transistor ; digunakan untuk memperkuat sinyal yang lemah menjadi besaran yang lebih kuat dan dapat dimanfaatkan. Transistor efek medan (field-effect transistor/FET); Transistor junction jenis PNP dan NPN.


Download ppt "1 Pertemuan > > Matakuliah: >/ > Tahun: > Versi: >"

Presentasi serupa


Iklan oleh Google