Bahan ujian

Semikonduktor

Semikonduktor

Prinsip Dasar 

Semikonduktor  merupakan   elemen   dasar   dari   komponen   elektronika seperti  dioda,   transistor  dan   sebuah   IC   (integrated   circuit).   Disebut   semi atau   setengah   konduktor,   karena   bahan   ini   memang   bukan   konduktor murni. Bahan­ bahan logam seperti tembaga, besi,   timah disebut sebagai konduktor yang baik  sebab logam memiliki susunan atom yang sedemikian rupa,   sehingga   elektronnya   dapat   bergerak   bebas.   Sebenarnya   atom tembaga dengan lambang kimia Cu memiliki inti 29 ion (+) dikelilingi oleh 29 elektron (­). Sebanyak 28 elektron menempati orbit­orbit  bagian  dalam membentuk   inti   yang   disebut  nucleus.   Dibutuhkan   energi   yang   sangat besar   untuk   dapat   melepaskan   ikatan   elektron­elektron   ini.   Satu   buah elektron lagi yaitu elektron yang ke­29, berada pada orbit paling luar. 

Orbit terluar ini disebut pita valensi dan elektron yang berada pada pita ini dinamakan elektron valensi. Karena hanya ada satu elektron dan jaraknya 'jauh' dari  nucleus, ikatannya tidaklah terlalu kuat. Hanya dengan energi yang sedikit saja elektron terluar ini mudah terlepas dari ikatannya. paling   "semikonduktor"   adalah   unsur   yang   atomnya   memiliki   4   elektron valensi.

Susunan Atom Semikonduktor Bahan semikonduktor yang  banyak dikenal contohnya adalah Silicon (Si), Germanium (Ge) dan Galium Arsenida (GaAs). Germanium   dahulu   adalah   bahan   satu­satunya   yang   dikenal   untuk membuat   komponen semikonduktor. Namun belakangan, silicon menjadi popular setelah ditemukan cara mengekstrak  bahan ini dari alam. Silikon  merupakan   bahan   terbanyak   ke   dua   yang   ada   dibumi   setelah   oksigen (O2).   Pasir, kaca dan batu­batuan   lain adalah bahan alam yang banyak mengandung   unsur   silikon   (Dapatkah   anda   menghitung   jumlah   pasir dipantai ?)

K), struktur atom silikon divisualisasikan seperti pada gambar berikut. Struktur Data Dimensi Silikon Kristal Silikon

Ikatan kovalen menyebabkan elektron tidak  dapat berpindah dari satu  inti atom ke inti atom yang lain. Pada kondisi demikian,  bahan semikonduktor  bersifat   isolator   karena   tidak   ada   elektron   yang   dapat   berpindah   untuk menghantarkan   listrik.   Pada   suhu   kamar,   ada   beberapa   ikatan   kovalen  yang lepas karena energi panas, sehingga memungkinkanelektron terlepas dari   ikatannya.   Namun   hanya   beberapa   jumlah   kecil   yang   dapat terlepassehingga tidak memungkinkan untuk menjadi konduktor yang baik. Ahli­ahli   fisika   terutama   yang   menguasai   fisika   quantum   pada   masa   itu mencoba   memberikan   doping   pada   bahan   semikonduktor   ini.   Pemberian doping   dimaksudkan   untuk   mendapatkan   elektron   valensi   bebas   dalam jumlah   lebih   banyak   dan   permanen,   yang   diharapkan   akan   dapat menghantarkan listrik.

Tipe­N 

Misalnya   pada   bahan   silikon   diberi   doping   phosphorus   atau   arsenic  yang   pentavalen yaitu bahan kristal dengan inti atom memiliki 5 elektron

Kalau   silikon   diberi   doping   Boron,   Gallium   atau   Indium,   maka   akan didapat   semikonduktor   tipe­p.   Untuk   mendapatkan   silicon   tipe­p,   bahan dopingnya adalah bahan trivalen yaitu unsur dengan ion yang memiliki 3 elektron pada pita valensi. Karena ion silikon memiliki 4  elektron, dengan demikian   ada   ikatan   kovalen   yang   bolong   (hole).   Hole   ini   digambarkan sebagai   akseptor   yang   siap   menerima   elektron.   Dengan   demikian, kekurangan elektron menyebabkan semikonduktor ini menjadi tipe­p.

Doping atom trivalen

MATERI ELEKTRONIKA BAB ANALOG TRANSISTOR

Created by Ririt Handayani

Transistor

Merupakan komponen elektronika yang terdiri dari tiga lapisan semikonduktor, diantaranya contoh NPN dan PNP. Transistor mempunyai tiga kaki yang disebut dengan Emitor (E), Basis/Base (B) dan Kolektor/collector (C).

Fungsi Transistor antara lain :

1. Sebagai penguat arus, tegangan dan daya (AC dan DC)

2. Sebagai penyearah

3. Sebagai mixer

4. Sebagai osilator

5. Sebagai switch

Transistor PNP dan simbol

Cara menguji transistor dengan Ohmeter, Perhatikan tabel hasil pengujian:

Kesimpulan menentukan kaki basis,emitor dan kolektor dengan hail pengujian pada tabel sebagai berikut:

 Dari hasil tabel ditemukan bahwa kaki I adalah kaki Basis, dimana selama pengukuran harus ada kaki acuan (patokan) dan menunjukkan gejala ON, ON kemudian bila dibalik polaritasnya menunjukkan gejala OFF, OFF maka kaki basis ON pada saat dipasang polaritas negative atau OFF saat dipasang polaritas positif maka jenis transistor adalah PNP.

 Sedangkan untuk menentukan kaki emitor dan kolektor, kita harus

menghitung nilai hambatan yang dimiliki oleh emitor dan kolektor. Apabila kaki II hambatannya lebih besar dari kaki III maka dapat kita simpulkan bahwa kaki II merupaka kolektor dan kaki III merupakan emitor.

Transistor mempunyai 3 jenis yaitu : 1. Uni Junktion Transistor (UJT)

2. Field Effect Transistor (FET)

3.

MOSFET

Uni Junktion Transistor (UJT) adalah transistor yang mempunyai satu kaki emitor dan dua basis. Kegunaan transistor ini adalah terutama untuk switch elektronis. Ada Dua jenis UJT ialah UJT Kanal N dan UJT Kanal P.

2. Field Effect Transistor (FET)

Beberapa Kelebihan FET dibandingkan dengan transistor biasa ialah antara lain penguatannya yang besar, serta desah yang rendah. Karena harga FET yang lebih tinggi dari transistor, maka hanya digunakan pada bagian-bagian yang memang memerlukan. Bentuk fisik FET ada berbagai macam yang mirip dengan transistor.

Jenis FET ada dua yaitu Kanal N dan Kanal P. Kecuali itu terdapat pula macam FET ialah Junktion FET (JFET) dan Metal Oxide Semiconductor FET (MOSFET).

Bentuk Fisik Mosfet

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) adalah suatu jenis FET yang mempunyai satu Drain, satu Source dan satu atau dua Gate. MOSFET

Dalam pengemasan dan perakitan dengan menggunakan MOSFET perlu diperhatiakan bahwa komponen ini tidak tahan terhadap elektrostatik,