semi kon duk tor

5/26/2018 Semi Kon Duk Tor

1/12

1 | P a g e

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangBahan-bahan penghantar adalah bahan yang memiliki banyak elektron

bebas pada kulit terluar orbit. Elektron bebas ini akan sangat berpengaruh pada

sifat bahan tersebut. Jika suatu bahan listrik memiliki banyak elektron bebas pada

orbit-orbit elektron, bahan ini memiliki sifat sebagai penghantar listrik.

Penghantar listrik dapat dikelompokkan sebagai konduktor, semikonduktor, dan

isolator.

Masyarakat pada umumnya mengetahui konduktor, semikonduktor

dan isolator sebagai bahan penghantar listrik sebatas ukuran baik atau

tidaknya bahan tersebut menghantarkan listrik. Umumnya konduktor

didefinisikan sebagaibahan yang mudah mengalirkan arus listrik jika

dihubungkan dengan sumber tegangan; isolator sebagai bahan - bahan yang akan

menghambat arus listrik bila dihubungkan dengan sumber tegangan;

semikonduktor adalah bahan - bahan yang pada kondisi tertentu akan bersifat

sebagai isolator dan pada kondisi lain akan bersifat sebagai konduktor.

Pada makalah ini akan dibahas mengenai SEMIKONDUKTOR

yang merupakan bahan penghantar listrik tidak murni yang memiliki sifat

dual-karakter (bisa berupa konduktor atau isolator). Pembahasan mengenai

semikonduktor ini akan dibatasi pada definisi, karakteristik, klasifikasi,

dan kegunaan semikonduktor; dan tidak akan dibahas mengenai

pengembangan semikonduktor dalam bidang-bidang tertentu.1.2 Rumusan Masalah

1.2.1 Apakah definisi semikonduktor?1.2.2 Apa saja karakteristik dari bahan semikonduktor?1.2.3 Bagaimana klasifikasi dari semikonduktor?1.2.4 Apakah kegunaan dari semikonduktor?

1.3 Tujuan1.3.1 Dapat mengetahui definisi dari semikonduktor.


2/12

2 | P a g e

1.3.2 Dapat mengetahui karakteristik dari bahan semikonduktor.1.3.3 Dapat mengklasifikasikan semikonduktor.1.3.4 Dapat mengetahui kegunaan dari semikonduktor.


3/12

3 | P a g e

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Definisi Semikonduktor

Semikonduktor adalah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di

antarainsulator dankonduktor.Konduktivitas semikonduktor berkisar antara 103

sampai 10-8siemens per sentimeter dan memiliki dan celah energinya lebih kecil

dari 6 eV .

Bahan semikonduktor adalah bahan yang bersifat setengah konduktor

karena celah energi yang dibentuk oleh struktur bahan ini lebih kecil dari celah

energi bahan isolator tetapi lebih besar dari celah energi bahan konduktor,

sehingga memungkinkan elektron berpindah dari satu atom penyusun ke atom

penyusun lain dengan perlakuan tertentu terhadap bahan tersebut (pemberian

tegangan, perubahan suhu dan sebagainya). Oleh karena itu semikonduktor bisa

bersifat setengah menghantar.

Bahan semikonduktor dapat berubah sifat kelistrikannya apabila

temperatunya berubah. Dalam keadaan murninya mempunyai sifat sebagaipenyekat ;sedangkan pada temperatur kamar ( 27 C ) dapat berubah sifatnya

menjadi bahan penghantar. Sifat-sifat kelistrikan konduktor maupun isolator tidak

mudah berubah oleh pengaruh temperatur, cahaya atau medan magnet, tetapi pada

semikonduktor sifat-sifat tersebut sangat sensitif.-
http://id.wikipedia.org/wiki/Konduktivitas_listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Insulatorhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Konduktor_%28material%29&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Konduktor_%28material%29&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Insulatorhttp://id.wikipedia.org/wiki/Konduktivitas_listrik


4/12

4 | P a g e

2.2. Doping dan Persiapan Bahan Semikonduktor

2.2.1. Doping Semikonduktor

Salah satu alasan utama kegunaan semikonduktor dalamelektronik adalah

sifat elektroniknya dapat diubah banyak dalam sebuah cara terkontrol dengan

menambah sejumlah kecil ketidakmurnian. Ketidakmurnian ini disebutdopan.

Doping sejumlah besar ke semikonduktor dapat meningkatkankonduktivitasnya

dengan faktor lebih besar dari satumilyar.Dalamsirkuit terpadu modern,

misalnya,polycrystalline silicon didop-berat seringkali digunakan sebagai

penggantilogam.

2.2.2. Persiapan bahan semikonduktor

Semikonduktor dengan properti elektronik yang dapat diprediksi dan

handal diperlukan untukproduksi massa.Tingkat kemurnian kimia yang

diperlukan sangat tinggi karena adanya ketidaksempurnaan, bahkan dalam

proporsi sangat kecil dapat memiliki efek besar pada properti dari material. Kristal

dengan tingkat kesempurnaan yang tinggi juga diperlukan, karena kesalahan

dalam struktur kristal (sepertidislokasi,kembaran,danretak tumpukan)

mengganggu properti semikonduktivitas dari material. Retakan kristal merupakan

penyebab utama rusaknya perangkat semikonduktor. Semakin besar kristal,

semakin sulit mencapai kesempurnaan yang diperlukan. Proses produksi massa

saat ini menggunakaningot (bahan dasar) kristal dengan diameter antara empat

hingga dua belas inci (300 mm) yang ditumbuhkan sebagai silinder kemudian

diiris menjadiwafer.

Karena diperlukannya tingkat kemurnian kimia dan kesempurnaan struktur

kristal untuk membuat perangkat semikonduktor, metode khusus telah

dikembangkan untuk memproduksi bahan semikonduktor awal. Sebuah teknik

untuk mencapai kemurnian tinggi termasuk pertumbuhan kristal menggunakan

proses Czochralski.Langkah tambahan yang dapat digunakan untuk lebih

meningkatkan kemurnian dikenal sebagaiperbaikan zona.Dalamperbaikan zona,

sebagian dari kristal padat dicairkan. Impuritas cenderung berkonsentrasi di
http://id.wikipedia.org/wiki/Elektronikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Dopan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Dopinghttp://id.wikipedia.org/wiki/Konduktivitashttp://id.wikipedia.org/wiki/Milyarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sirkuit_terpaduhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Polycrystalline_silicon&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Logamhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Produksi_massa&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Dislokasi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kembaran&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Retak_tumpukan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ingot&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Waferhttp://id.wikipedia.org/wiki/Proses_Czochralskihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Perbaikan_zona&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Perbaikan_zona&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Perbaikan_zona&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Perbaikan_zona&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Proses_Czochralskihttp://id.wikipedia.org/wiki/Waferhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ingot&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Retak_tumpukan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kembaran&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Dislokasi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Produksi_massa&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Logamhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Polycrystalline_silicon&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Sirkuit_terpaduhttp://id.wikipedia.org/wiki/Milyarhttp://id.wikipedia.org/wiki/Konduktivitashttp://id.wikipedia.org/wiki/Dopinghttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Dopan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Elektronik


5/12

5 | P a g e

daerah yang dicairkan, sedangkan material yang diinginkan mengkristal kembali

sehingga menghasilkan bahan lebih murni dan kristal dengan lebih sedikit

kesalahan.

Dalam pembuatan perangkat semikonduktor yang melibatkan

heterojunction antara bahan-bahan semikonduktor yang berbeda,konstanta kisi,

yaitu panjang dari struktur kristal yang berulang, penting untuk menentukan

kompatibilitas antar bahan

Tabel Bahan Semikonduktor

Sumber : I chwan Yelf ianhar, Semikonduktor

2.3 Karakteristik Bahan Semikonduktor

2.3.1 Semikonduktor elemental

Semikonduktor elemental terdiri atas unsur unsur pada sistem periodik

golongan IV A seperti silikon (Si), Germanium (Ge) dan Karbon (C). Karbon

semikonduktor ditemukan dalam bentuk kristal intan. Semikonduktor intan

memiliki konduktivitas panas yang tinggi sehingga dapat digunakan dengan

efektif untuk mengurangi efek panas pada pembuatan semikonduktor laser.

2.3.2 Semikonduktor gabungan

Semikonduktor gabungan (kompon) terdiri atas senyawa yang dibentuk

dari logam unsur periodik golongan IIB dan IIIA (valensi 2 dan 3) dengan non

logam pada golongan VA dan VIA (valensi 5 dan 6) sehingga membentuk ikatan
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Heterojunction&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Konstanta_kisi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Konstanta_kisi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Heterojunction&action=edit&redlink=1


6/12

6 | P a g e

yang stabil (valensi 8). Semikonduktor gabungan III dan V misalnya GaAs dan

InP, sedangakan gabungan II dan VI misalnya CdTe dan ZnS.

2.4 Klasifikasi Semikonduktor

Berdasarkan mekanisme terbentuknya gejala semikonduktivitas,

semikonduktor terdiri atas:

2.4.1 Semikonduktor IntrinsikTerbentuk dari semikonduktor murni yang memiliki ikatan kovalen

sempurna seperti Si, Ge, C dan sebagainya. Mekanisme terbentuknya

semikonduktor intrinsik diperlihatkan pada semikonduktor murni seperti Si. Pada

kondisi normal atomatom Si saling berikatan melalui 4 ikatan kovalen (masing

masing memiliki 2 elektron valensi). Ketika suhu dinaikkan maka stimulasi

panas akan mengganggu ikatan valensi ini sehingga salah satu elektron valensi

akan berpindah ke pita konduksi. Lokasi yang ditinggalkan oleh elektron valensi

ini akan membentuk hole. Pasangan hole dan elektron ini menjadi pembawa

muatan dalam semikonduktor intrinsik. Proses ini diperlihatkan pada gambar

berikut:

2.4.2. Semikonduktor EkstrinsikTerbentuk dari semikonduktor murni yang dikotori oleh atom dopping sebagai

penghasil elektron konduksi atau hole. Terdiri atas dua tipe: Tipe N (Silikon +

Phospor atau Arsenic) dan Tipe P (Silikon + Boron, Galium atau Indium).


7/12

7 | P a g e

Semikonduktor ekstrinsik terbentuk melalui mekanisme doping, yang

dimaksudkan untuk mendapatkan elektron valensi bebas dalam jumlah lebih

banyak dan permanen sehingga diharapkan akan dapat menghantarkan listrik.

Mekanisme ini dilakukan dengan jalan memberikan atom pengotor ke bahan

semikonduktor murni sehingga apabila atom pengotor memiliki kelebihan

elektron valensi (valensi 5) akan terdapat elektron bebas yang dapat berpindah.

Karena mengandung atom-atom pengotor, pembawa muatan didominasi oleh

elektron saja atau lubang saja. Apabila semikonduktor murni diberikan pengotor

dengan valensi kurang (valensi 3) maka akan terbentuk area kosong (hole) yang

menjadi pembawa muatan. Mekanisme ini menentukan jenis semikonduktor yang

dibentuk (tipeN atau tipeP)

Semikonduktor Tipe-N

Bahan silikon diberi doping phosphorus atau arsenic yang pentavalen yaitu

bahan kristal dengan inti atom memiliki 5 elektron valensi. Dengan doping,

Silikon yang tidak lagi murni ini (impurity semiconductor) akan memiliki

kelebihan elektron. Kelebihan elektron membentuk semikonduktor tipe-n.

Semikonduktor tipe-n disebut juga donor (pengotornya oleh atom pentavalent P,

As, Sb)yang siap melepaskan elektron.

Semikonduktor Tipe-P


8/12

8 | P a g e

Kalau Silikon diberi doping Boron, Gallium atau Indium, maka akan

didapat semikonduktor tipe-p. Untuk mendapatkan silikon tipe-p, 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 tipe-p.

Resistansi

Semikonduktor tipe-p atau tipe-n jika berdiri sendiri tidak lain adalah sebuah

resistor. Sama seperti resistor karbon, semikonduktor memiliki resistansi. Cara ini

dipakai untuk membuat resistor di dalam sebuah komponen semikonduktor.

Namun besar resistansi yang bisa didapat kecil karena terbatas pada volume

semikonduktor itu sendiri.

2.5. Penggunaan Bahan SemikonduktorSemikonduktor merupakan terobosan dalam teknologi bahan listrik yang

memungkinkan pembuatan komponen elektronik dalam wujud mikro, sehingga

peralatan elektronik dapat dibuat dalam ukuran yang lebih kecil. Beberapa

komponen elektronik yang menggunakan bahan semikonduktor yaitu:

2.5.1. DiodaDiode merupakan peranti semikonduktor yang dasar. Diode memiliki

banyak tipe dan tiap tipe memiliki fungsi dan karakteristik masing-masing. Kata

Diode berasal dari Di (Dua) Ode (Elektrode), jadi Diode adalah komponen yang


9/12

9 | P a g e

memiliki dua terminal atau dua electrode yang berfungsi sebagai penghantar arus

listrik dalam satu arah. Dengan kata lain diode bekerja sebagai Konduktor bila

beda potensial listrik yang diberikan dalam arah tertentu (Bias Forward) tetapi

diode akan bertindak sebagai Isolator bila beda potensial listrik diberikan dalam

arah yang berlawanan (Bias Reverse) Tipe dasar dari diode adalah diode

sambungan PN.

2.5.2. TransistorTransistor adalah komponen elektronik yang dibuat dari materi

semikonduktor yang dapat mengatur tegangan dan arus yang mengalir

melewatinya dan dapat berfungsi sebagai saklar elektronik dan gerbang

elektronik.

2.5.3. IC (Integated Circuit)Integrated Circuit merupakan komponen elektronik yang terdiri atas

beberapa terminal transistor yang tergabung membentuk gerbang. Masing

masing gerbang dapat dioperasikan sehingga membentuk logika tertentu yang

dapat mengendalikan pengoperasian suatu perangkat elektronik. Gabungan dari

beberapa buah IC dan komponen lain dapat diproduksi dengan menggunakan

bahan semikonduktor dalam bentuk chip. Chip multifungsi ini kemudian dikenal

sebagai mikroprosesor yang berkembang hingga sekarang.

Macam-macam Semikonduktor dan Penggunaannya


10/12

10 | P a g e

Alasan utama bahan semikonduktor sangat berguna ialah bahwa perilaku

semikonduktor dapat dengan mudah dimanipulasi dengan penambahan doping.

Konduktiitas semikonduktor dapat dikendalikan oleh pengenalan medan listrik,dengan paparan cahaya, dan bahkan tekanan dan panas, dengan demikian dapat

membuat sensor yang baik.


11/12

11 | P a g e

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari makalah yang berjudul Semikonduktor ini, dapat disimpulkan bahwa

semikonduktor adalah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara

insulator dan konduktor. Konduktivitas semikonduktor berkisar antara 103 sampai

10-8 siemens per sentimeter dan memiliki dan celah energinya lebih kecil dari 6

eV. Dan bahan semikonduktor adalah bahan yang bersifat setengah konduktor,

oleh karena itu semikonduktor bisa bersifat setengah menghantar.

Semikonduktor memeliki dua karaktristik, yaitu semikonduktor elementer

dan semikonduktor gabungan. Semikonduktor elemental Semikonduktor

elemental terdiri atas unsur unsur pada sistem periodik golongan IV A seperti

silikon (Si), Germanium (Ge) dan Karbon (C). Sedangkan Semikonduktor

gabungan (kompon) terdiri atas senyawa yang dibentuk dari logam unsur periodik

golongan IIB dan IIIA (valensi 2 dan 3) dengan non logam pada golongan VA dan

VIA (valensi 5 dan 6) sehingga membentuk ikatan yang stabil (valensi 8).Semikonduktor gabungan III dan V misalnya GaAs dan InP, sedangakan

gabungan II dan VI misalnya CdTe dan ZnS.

Semikonduktor juga diklasifikasikan menjadi semikonduktor intrinsik dan

semikonduktor intrinsik. Semikonduktor Intrinsik terbentuk dari semikonduktor

murni yang memiliki ikatan kovalen sempurna seperti Si, Ge, C dan sebagainya,

sedangkan. Semikonduktor Ekstrinsik Terbentuk dari semikonduktor murni yang

dikotori oleh atom dopping sebagai penghasil elektron konduksi atau hole.

Bahan semi kondukto dapat dimanfaatkan dalam pembuatan komponen-

komponen listrik seperti dioda, transistor, IC(Integated Circuit).

3.2 Saran

Dari makalah semikonduktor ini, masih terdapat kekurangan dalam

pembahasannya, hal ini dikarenakan keterbatasan penelaahan dari penulis.

Makalah berjudul Semikonduktor ini diharapkan akan menjadi literature

terbaru dan bermanfaat bagi para pembaca.


12/12

12 | P a g e

DAFTAR PUSTAKA

Herman DS. (1996).Elektronika: Teori dan Penerapan. Yogyakarta: FPTK IKIP

Yogyakarta.

Albert Paul Malvino, 2003.PrinsipPrinsip Elektronika, Jakarta. Penerbit

Salemba Teknika

http://one.indoskripsi.com/judul-skripsi-makalahtentang/semikonduktor
http://one.indoskripsi.com/judul-skripsi-makalahtentang/semikonduktorhttp://one.indoskripsi.com/judul-skripsi-makalahtentang/semikonduktor

semi kon duk tor

Documents