Minggu, 14 Mei 2017

SEMIKONDUKTOR

Bahan Presentasi Ini Dibuat Untuk Memenuhi 
Tugas Mata Kuliah Elektronika Kelas B
Dosen : Darwison, M.T


Oleh :
Siti Sarah Fitrianisa
1610951017

Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik
Universitas Andalas
Padang
2017  

Referensi :
1.   Boylestad, R. and Nashelsky, L., 1999, “Electronic Devices and Circuit Theory”, Prentice Hall, New Jersey.
2.    Hayt, W. H. and Neudeck, G. W., “Electronic Circuit Analysis and Design”, Houghton Mifflin Company, Boston.
3.    Coughlin, R. F. and Driscoll F. F., 1985, “Operational Amplifiers and Linear Integrated Circuits”, Prentice Hall, New Jersey.
4.  Paynter, R. T.,1997, ”Introductory Electronic Devices and Circuits”, Prentice Hall, New Jersey.
5. Malvino, 1985, “ Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor: Pangantar Transistor dan Rangkaian Terpadu”, Penerbit Erlangga.
6.    Mike Tooley, 2002, “ Rangkain Elektronika: Prinsip dan Aplikasi”, Penerbit Erlangga
7.    Darwison, 2008, “Diktat Elektronika Analog”, Teknik Elektro – Unand, Padang.
8.    Darwison, 2011, “Diktat Dasar Elektronika”, Teknik Elektro – Unand, Padang.
9.    Darwison, 2011, “Panduan Praktikum Dasar Elektronika Digital”, Teknik Elektro – Unand, Padang.

BAB I
SEMIKONDUKTOR

    
1. Pendahuluan
          Semikoduktor adalah suatu bahan yang banyak dipakai dalam pembuatan komponen dasar elektronika, seperti Dioda, Transistor, JFET, MOSFET sampai pada IC (Integrated Circuits). Bahan Silikon dan Germanium yang paling banyak digunakan dalam pembuatan komponen elektronika karena lebih stabil pada suhu tinggi.
2. Teori Atom 
           Atom adalah partikel yang sangat kecil dan terdiri atas proton, elektron serta neutron. Tahun 1911, Rutherford melakukan percobaan dan menghasilkan bahwa sebagian besar masa atom dan semua muatan positif berkumpul pada inti atom (di tengah-tengah atom).
Tahun 1913, Niels Bohr mengemukakan bahwa Elektron-elektron dari suatu atom tersusun atas beberapa kulit atau orbit yang berada pada jarak yang berbeda dari inti atom seperti gambar 2.1.
Gambar 2.1 Orbit-orbit elektron
Model Bohr menyatakan  orbit atom dengan penamaan mulai huruf K sampai Q seperti gambar 2.2.


Gambar 2.2 Model Bohr menyatakan orbit atom dengan huruf K s/d Q

 3. Struktur atom bahan semikonduktor
Elektron valensi adalah elektron-elektron yang terletak di kulit (orbit) terluar sebuah unsur. Agar konduktivitasnya baik, maka bahan semikonduktor dicampur dengan bahan lain (doping), seperti boron, arsenikum, galium, fosfor, dan lain-lain.
 
Tabel 1 Susunan Elektron pada beberapa Atom
Nama Unsur
Lingkaran orbit
Jumlah elektron
Elektron valensi
K
L
M
N
O
P
Q

Boron
2
3




5
3
Silikon
2
8
4



14
4
Fosfor
2
8
5



15
5
Galium
2
8
18
3


31
3
Germanium
2
8
18
4


32
4
Arsenikum
2
8
18
5


33
5
Bahan-bahan yang bervalensi 3 (trivalen) berfungsi membentuk bahan tipe P (bahan yang kekurangan elektron). Sedangkan bahan-bahan yang bervalensi 5 (pentavalen)  berfungsi membentuk bahan tipe N (bahan yang kelebihan elektron). Silikon dan Germanium banyak digunakan karna bersifat lebih stabil pada suhu tinggi, silikon (0,6 V) lebih banyak digunakan dari pada germanium (0,3 V).

4. Semikonduktor jenis n
Gambar 4.1 menunjukkan bahan semikonduktor jenis n dimana   diperoleh dengan cara doping dengan atom asing bervalensi 5 seperti Fosfor .
Gambar 4.1 Terjadinya elektron bebas pada semikonduktor jenis n
 
Gambar 4.2 Arus tenaga elektron valensi atom donor
 
Pada semikonduktor jenis n terbentuknya elektron disertai terbentuknya ion positif yang tidak dapat bergerak seperti ditunjukkan gambar 4.2 diatas. 
5. Semikonduktor jenis p
Gambar 5.1 menunjukkan bahan semikonduktor tipe p dimana diperoleh dengan doping atom asing bervalensi 3, seperti Boron (B) atau Galium (Ga).
Gambar 5.1 Terjadinya hole pada semikonduktor tipe p

Gambar 5.2 Arus tenaga elektron valensi atom akseptor

Pada semikonduktor jenis p terbentuknya hole disertai terbentuknya ion negatif yang tidak dapat bergerak seperti ditunjukkan gambar 5.2 diatas.

    6. HTML (Download Disini)