Teori Dasar SemikonduktorDikenal tiga golongan besar zat padat berkaitan dengan sifat konduktivitasnya:• Konduktor (penghantar arus listrik yang baik)• Semikonduktor• Isolator (tidak menghantarkan arus listrik)

Eg > 7 eV

0 < Eg < 7 eV

Isolator Semikonduktor Konduktor

EC

EC

ECEV EV EV

Mobilitas elektron sebagai pembawa muatan mengandalkan mekanisme eksitasi dari pita valensi (EV) ke pita konduksi (EC). Oleh karena itu, sifat konduktivitas bergantung pada lebar celah pita energi (Energy Gap, Eg).

Teori Dasar SemikonduktorSemikonduktor adalah bahan dasar untuk komponen elektronika dalam peralatan elektronik, misalnya untuk membuat dioda, transistor, dan IC (Integrated Circuit), dll.

Komponen elektronik pada mulanya dibuat dari bahan Germanium (Ge). Kemudian digantikan oleh Silikon (Si).

Dalam teknologi semikonduktor, dikenal semikonduktor murni (intrinsik) dan semikonduktor terkotori (ekstrinsik). Pengotor dari unsur jenis lain sengaja disisipkan dalam atom semikonduktor murni dimaksudkan agar tercipta bahan yang memiliki sifat lebih positif (tipe-P) dan lebih negatif (tipe-N).

Atom-atom semikonduktor berikatan secara kovalen satu sama lain membentuk struktur yang kompak. Kelebihan ataupun kekurangan elektron valensi menyebabkan timbulnya pembawa muatan bebas.

Teori Dasar SemikonduktorSi

intrinsik

Si ekstrinsik

Dopan tipe-p: B, Al, Ga, In, Pd

Dopan tipe-n: Sb, P, As, Ti

Teori Dasar SemikonduktorDengan memanfaatkan mekanisme mobilitas pembawa muatan dalam semikonduktor tipe-P (hole) dan semikonduktor tipe-N (elektron), maka dapat dibuat komponen-komponen elektronik seperti:Dioda, transistor, laser, sel surya, sensor, dan lain-lain. Dioda, terbentuk dari persambungan semikonduktor tipe-P dan tipe-N (persambungan P-N).

Arus maju Arus mundur

DiodaP N

anoda katoda

Simbol dioda Bentuk

V

I

bias maju

bias mundur

0,7V

breakdown

Karakteristik

DiodaKeluarga dioda

DiodaDioda Zener

anoda katoda

Fenomena tegangan breakdown pada dioda mengilhami terciptannya jenis dioda zener. Besar tegangan breakdown dapat diatur melalui pengontrolan konsentrasi doping saat proses pembentukan materialnya.

simbol

Dioda zener biasanya digunakan untuk membatasi tegangan dengan nilai yang spesifik pada suatu titik dalam rangkaian.

DiodaLED

Bentuk dioda yang lain adalah Light Emitting Diode (LED). Saat ini, LED sudah dapat dibuat dalam beberapa jenis warna keluaran seperti merah, kuning, biru, putih. Perbedaan warna tersebut dikontrol dari jenis material dasar yang digunakan.

simbol

anoda katoda

DiodaSeven Segmen

Seven segmen dibuat dari 7 buah LED, diataur sedemikian rupa sehingga penyalaan masing-masing LED dikontrol untk menampilkan bentuk huruf atau angka.

Penampilan angka 6 dari 7-segmen

Gnd