Semikonduktor

Semikonduktor merupakan materi dengan konduktivitas listrik yang berada di antara isolator dan konduktor. Disebut semi atau setengah konduktor, lantaran materi ini memang bukan konduktor murni. Sebuah semikonduktor akan bersifat sebagai isolator pada temperatur yang sangat rendah, namun pada temperatur ruang akan bersifat sebagai konduktor.

Bahan semikonduktor yang banyak dikenal contohnya ialah silikon (Si), germanium (Ge) dan Galium Arsenida (GaAs). Germanium dahulu ialah materi satu-satunya yang dikenal untuk menciptakan komponen semikonduktor. Namun belakangan, Silikon menjadi popular sehabis ditemukan cara mengekstrak materi ini dari alam. Silikon merupakan materi terbanyak ke-dua yang ada dibumi setelah

oksigen (O2). Pasir, beling dan batu-batuan lain ialah materi alam yang banyak mengandung unsur silikon.

Klasifikasi Semikonduktor

Berdasarkan murni atau tidak murninya bahan, semikonduktor dibedakan menjadi dua jenis, yaitu semikonduktor intrinsik dan ekstrinsik.

1. Semikonduktor Intrinsik

Semikonduktor intrinsik merupakan semikonduktor yang terdiri atas satu unsur saja, contohnya Si saja atau Ge saja. Pada Kristal semikonduktor Si, 1 atom Si yang mempunyai 4 elektron valensi berikatan dengan 4 atom Si lainnya,

Pada kristal semikonduktor instrinsik Si, sel primitifnya berbentuk kubus. Ikatan yang terjadi antar atom Si yang berdekatan ialah ikatan kovalen. Hal ini disebabkan lantaran adanya pemakaian 1 buah elektron bersama                oleh dua atom Si yang berdekatan.

Menurut tori pita energi, pada ada T =0  K pita valensi semikonduktor

terisi penuh elektron, sedangkan pita konduksi kosong. Kedua pita tersebut dipisahkan oleh celah energi kecil, yakni dalam rentang 0,18 - 3,7 eV. Pada suhu kamar Si dan Ge masing-masing mempunyai celah energy 1,11 eV dan 0,66 eV.

Bila menerima cukup energi, contohnya berasal dari energi panas, elektron sanggup melepaskan diri dari ikatan kovalen dan tereksitasi menyebrangi celah energi. Elektron valensi pada atom Ge lebih gampang tereksitasi menjadi elektron bebas daripada elektron valensi pada atom Si, lantaran celah energi Si lebih besar dari pada celah energi Ge. Elektron ini bebas bergerak diantara atom. Sedangkan daerah kekosongan elektron disebut hole. Dengan demikian dasar pita konduksi dihuni oleh elektron, dan puncak pita valensi dihuni hole. Sekarang, kedua pita terisi sebagian, dan daat mengakibatkan arus netto jikalau dikenakan medan listrik.

 2. Semikonduktor Ekstrinsik

 Semikonduktor yang telah terkontaminasi (tidak murni lagi) oleh atom dari jenis lainnya dinamakan semikonduktor ekstrinsik. Proses penambahan atom pengotor pada semikonduktor murni disebut pengotoran (doping). Dengan menambahkan atom pengotor (impurities), struktur pita dan resistivitasnya akan berubah.

Ketidakmurnian dalam semikonduktor sanggup menyumbangkan elektron maupun hole dalam pita energi. Dengan demikian, konsentrasi elektron sanggup menjadi tidak sama dengan konsentrasi hole, namun masing-masing bergantung pada konsentrasi dan jenis materi ketidakmurnian.

Dalam aplikasi terkadang hanya diharapkan materi dengan pembawa muatan elektron saja, atau hole saja. Hal ini dilakukan dengan doping ketidakmurnian ke dalam semikonduktor. Terdapat tiga jenis semikonduktor ekstrinsik yaitu semikonduktor tipe-n, semikonduktor tipe-p, dan semikonduktor paduan.