KULIAH 1 Fisika Semikonduktor Struktur Kristal Elektron, Hole & Model Ikatan Semikonduktor intrinsik Doping Doping dengan Acceptor Proses Kompensasi (Donor & Acceptor)
STRUKTUR KRISTAL Kristal Si dibentuk oleh ikatan sebuah atom dengan 4 atom terdekat Tiap rusuk mempunyai panjang 5,43 Ao Semua atom kecuali sebuah atom ditengah menempati puncak dalam bentuk tetrahedron reguler. Atom-atom terpisah dengan jarak 2,35 Ao.
Elektron, Hole dan Model Ikatan Elektron-elektron yang terhubung bersama bertindak sebagai pengikat atom-atom . Model ikatan pada kristal merupakan ikatan kovalen (Elektron Valensi). Kristal murni merupakan Isolatotor Hole akan terbentuk jika temperatur naik & elektron terbebas dari ikatannya Energi untuk membebaskan ikatan elektron disebut energi ionisasi (Si= 1,1 eV dan Ge = 0,7 eV) Konduksi listrik pada kristal murni disebabkan oleh elektron & hole bersama-sama.
Semikonduktor Intrinsik Semikonduktor Intrinsik merupakan semikonduktor yang mempunyai jumlah elektron bebas dan hole sama, tanpa mengandung bahan ketidakmurnian. Hukum Aksi - Massa : no = konsentrasi elektron (cm-3), T =300K po = konsentrasi hole (cm-3),T = 300 K ni = konsentrasi intrinsik (cm-3),T = 300 K = 1020 cm-3. no = po = ni = 1010 cm-3.
DOPING Doping : Proses membuat ketidakmurnian pada kristal Si (Semikonduktor Extrinsik) Ketidakmurnian dengan atom bervalensi 5 (Donor): As, P,Sb & 3 (Acceptor): B,Al,Ga,In ND = Konsentrasi Donor (cm-3) Tipen n : (pembawa mayoritas = elektron & Minoritas = Hole)
Doping dengan Acceptor Menambahkan ketidakmurnian dengan atom group III dari tabek periodik tipe p : (pembawa mayoritas = hole & Minoritas = Elektron) Konsentransi Acceptor : di mana dan
Proses Kompensasi (Donor & Acceptor) Menambahkan ketidakmurnian dengan donor dan acceptor (bersama) Rapat muatan dari elektron, hole, ion donor dan ion acceptor = 0 Dengan memasukkan Hukum aksi-massa, Kompensasi Elektron/hole; Jika,
Cont. Untuk Kasus Nd > Na, Konsentrasi Elektron dan Hole adalah, Untuk Kasus Na > Nd, Konsentrasi Hole dan Elektron adalah, Asumsi bahwa,