Pengertian Semikonduktor – Kata “Semikonduktor” sangat identik dengan peralatan elektronika yang kita pakai saat ini.
Hampir setiap peralatan elektronika canggih seperti komputer, handphone, televisi, LED dan bahkan kamera juga merupakan hasil dari teknologi semikonduktor.
Komponen-komponen penting yang membentuk sebuah peralatan elektronika seperti dioda, transistor dan IC (Integrated Circuit) adalah komponen elektronika aktif yang tebuat dari bahan semikonduktor.
Nah maka dari itu, bahan semikonduktor mempunyai pengaruh yang sangat besar bagi perkembangan teknologi elektronika.
Berikut ini mimin akan menjelaskan secara lengkap mengenai pengertian semikonduktor, jenis, tipe, proses doping, prinsip kerja, sifat, daftar semikonduktor, kelebihan dan kekurangannya.
Daftar isi
Pengertian Semikonduktor
Bahan Semikonduktor/Semiconduktor adalah bahan penghantar listrik yang tidak sebaik Konduktor/Conductor akan tetapi tidak seburuk Isolator/Insulator yang sama sekali tidak menghantarkan arus listrik.
Pada dasarnya, kemampuan menghantar listrik semikonduktor berada diantara isolator dan konduktor. Namun, semikonduktor berbeda dengan resistor.
Karena semikonduktor bisa menghantarkan listrik atau fungsinya sebagai konduktor jika diberikan arus listrik tertentu, suhu tertentu serta tata cara atua persyaratan tertentu.
Jenis atau Tipe Semikonduktor
Semikonduktor yang sudah melalui proses doping yakni semikonduktor yang impurity (ketidakmurnian) atau semikonduktor ekstrinsik yang siap menjadi komponen elektronika bisa dibedakan menjadi 2 jenis atau tipe yaitu:
1. P-type Semikonduktor
Kenapa dikatakan sebagai P-type? Karena semikonduktor jenis ini kekurangan elektron atau bisa disebut dengan “Hole”.
Ketika pembawa muatannya yaitu Hole maka semikonduktor tersebut merupakan semikonduktor bermuatan positif.
Pada semikonduktor yang berbahan silikon (Si), proses doping dengan menambahkan indium akan menjadikan semikonduktor tersebut sebagai P-type semikonduktor.
Ada 2 pembawa muatan yang terdapat dalam P-type semikonduktor yaitu Hole sebagai Majority Carrier dan Elektron sebagai Minority Carrier.
Adapun komponen-komponen elektronika aktif yang berbahan dasarnya terbuat dari semikonduktor, diantaranya:
- Dioda
- Transistor
- IC (Integrated Circuit)
Komponen elektronika yang terbuat dari semikonduktor yaitu komponen elektronika yang sangat sensitif dengan ESD (Electro Static Discharge). Maka dari itu, perlu penanganan khusus dalam produksi terhadap komponen-komponen tersebut.
2. N-type Semikonduktor
Kenapa dikatakan sebagai N-type? Karena semikonduktor jenis ini pembawa muatannya (Charge Carrier) yaitu terdiri dari elektron. Elektron adalah bermuatan negatif, sehingga disebut dengan tipe negatif atau N-type.
Pada semikonduktor yang berbahan silikon (Si), proses doping dengan menambahkan Arsenic atau Antimony akan menjadikan semikonduktor tersebut sebagai N-type semikonduktor.
Adapun 2 pembawa muatan atau Charge Carrier dalam N-type semikonduktor yaitu elektron sebagai Majority Carrier dan Hole sebagai Minority Carrier.
Proses Doping pada Semikonduktor
Seperti yang sudah kalian ketahui, beberapa bahan yang sering digunakan untuk membuat semikonduktor adalah silikon, gallium arsenide dan germanium.
Supaya bahan-bahan semikonduktor tersebut dapat dijadikan sebagai komponen elektronika, maka diperlukan proses doping.
Doping adalah sebuah proses untuk menambahkan ketidakmurnian pada semikonduktor murni, sehingga karakteristik/kadar kelistrikannya bertambah.
Adapun beberapa bahan yang dapat digunakan dalam proses doping ini, diantaranya:
- Indium
- Arsenic
- Antimony
Berkat adanya proses doping ini, maka munculah istilah semikonduktor ekstrinsik, yakni semikonduktor yang sudah melalui proses doping, sehingga rusak kemurniannya.
Semikonduktor instrinsik yaitu kebalikannya, yakni semikonduktor yang masih murni, yang jumlah Elektron dan Hole-nya masih sama
Prinsip Kerja Semikonduktor
Untuk dapat mengetahui cara kerja atau prinsip semikonduktor, maka bisa diumpamakan seperti wadah yang berisi air murni.
Jika dimasukkan sepasang konduktor, kemudian dialiri arus DC (dibawah tegangan elektrolis), maka tidak ada arus yang mengalir.
Karena air merupakan isolator murni dan bukan pembawa muatan. Tetapi, ketika ditaburkan ke dalamnya, maka konduksi arus akan mulai mengalir, karena sudah membentuk elektron bebas (ion).
Apabila konsentrasi garam dinaikkan, maka arus konduksinya juga akan meningkat, meskipun tidak terlalu banyak.
Sifat Semikonduktor
Adapun beberapa sifat dari semikonduktor yang perlu kalian ketahui, diantaranya:
- Semikonduktor bersifat peka terhadap cahaya, membangkitkan baik tegangan foto ataupun perubahan resistansi akibat penyinaran cahaya.
- Semikonduktor murni memiliki koefisien temperatur yang negatif dengan resistansi tidak sama seperti logam yang mempunyai resistansi dengan koefisien temperatur positif.
- Semikonduktor memberikan daya termolistrik yang tinggi dengan tanda yang positif atau negatif relatif logam bersangkutan.
- Hubungan (junction) antara semikonduktor P-type dan semikonduktor N-type menunjukkan sifat-sifat penyearahan.
Daftar Semikonduktor dan Fungsinya
Nah berikut ini merupakan daftar bahan-bahan semikonduktor beserta fungsinya, diantaranya:
| Material | Simbol | Fungsi |
|---|---|---|
| Germanium | Ge | Sebagai Dioda dan Transistor Awal |
| Silikon | Si | Sebagai Dioda, Transistor, IC dan sebagainya |
| Selenium | Se | Sebagai Rectifier |
| Germanium Silikon | Ge Si | sebagai Pembangkitan Thermoelektrik |
| Tellurida Timah | PbTe | sebagai Detektor inframerah |
| Arsenida Gallium | GaAs | sebagai Transistor frekuensi tinggi, laser, dan beberapa alat khusus |
| Barium Titinate | Ba Ti | sebagai Thermistor (PTC) |
| Bismut Telurida | Bi2Te3 | sebagai Konvermasi thermoelektrik |
| Indium Antimonida | In Sb | sebagai Magneto Resistor, Plezo Resistor |
| Indium Arsenida | In As | sebagai Plezo Resistor |
| Silicon Carbida | Si Cb | sebagai Varistor |
| Aliuminium Stibium | Al Sb | sebagai Dioda penerang |
| Gallium Phosphor | Ga P | sebagai Dioda penerang |
| Indium Phosphor | In P | sebagai Filter Infra merah |
| Plumbum Sulfur | Pb S | Sebagai Foto sel |
| Plumbum Selenium | Pb Se | Sebagai Foto sel |
Kelebihan Semikonduktor
- Masa pakai bahan semikonduktor hampir tidak terbatas.
- Perangkat semikonduktor tahan guncangan.
- Semikonduktor memiliki tegangan operasional yang rendah jika dibandingkan dengan tabung vakum.
- Semikonduktor harganya lebih murah.
- Karena perangkat semikonduktor tidak mempunyai filamen, maka tidak diperlukan daya untuk memanaskannya yang menyebabkan emisi elektron.
- Karena tidak diperlukan pemanasan, perangkat semikonduktor akan segera beroperasi setelah sirkuit dihidupkan.
- Transistor tidak mempunyai filmen, sehingga tidak memerlukan daya untuk menghasilkan emisi elektron.
- Semikonduktor tidak memiliki komponen mekanis, sehingga tidak menghasilkan dengung atau suara saat digunakan.
- Karena ukurannya yang kecil, rangkaian yang melibatkan perangkat semikonduktor sangat kompak.
Kekurangan Semikonduktor
- Semikonduktro memiliki kemampuan daya yang lebih rendah.
- Perangkat semikonduktor menghasilkan noise gelombang yang lebih tingg jika dibandingkan dengan tabung vakum.
- Dalam rentang frekuensi tinggi, transistor mempunyai responder yang buruk.
Demikianlah penjelasan mengenai pengertian semikonduktor, jenis, tipe, proses doping, prinsip kerja, sifat, daftar semikonduktor, kelebihan dan kekurangannya. Semoga bisa bermanfaat bagi kita semua. Sekian sampai jumpa, terimakasih 😀
