Semikonduktor

Pengarang: Leandro Alegsa Tanggal pembuatan: 18 Mei 2022

Semikonduktor adalah bahan yang dalam beberapa kasus akan menghantarkan listrik, tetapi tidak dalam kasus lainnya. Konduktor listrik yang baik, seperti tembaga atau perak, dengan mudah memungkinkan listrik mengalir melaluinya. Bahan yang menghalangi aliran listrik, seperti karet atau plastik, disebut isolator. Isolator sering digunakan untuk melindungi orang dari sengatan listrik. Sesuai dengan namanya, semikonduktor tidak menghantarkan listrik sebaik konduktor. Silikon adalah semikonduktor yang paling banyak digunakan, tetapi gallium arsenide juga digunakan.

Dengan penambahan atom-atom yang berbeda ke dalam kisi kristal (kisi-kisi) semikonduktor, ia mengubah konduktivitasnya dengan membuat semikonduktor tipe-n dan tipe-p. Silikon adalah semikonduktor komersial yang paling penting, meskipun banyak semikonduktor lain yang digunakan. Semikonduktor ini dapat dibuat menjadi transistor, yang merupakan amplifier kecil. Transistor digunakan di komputer, ponsel, pemutar audio digital dan banyak perangkat elektronik lainnya.

Seperti padatan lainnya, elektron dalam semikonduktor dapat memiliki energi hanya dalam pita-pita tertentu (yaitu rentang tingkat energi) antara energi keadaan dasar, yang sesuai dengan elektron yang terikat erat dengan inti atom material, dan energi elektron bebas, yang merupakan energi yang dibutuhkan elektron untuk lepas sepenuhnya dari material.

Komponen elektronik berbasis semikonduktor

Sejarah

Semikonduktor telah dipelajari di laboratorium sejak tahun 1830-an. Pada tahun 1833 Michael Faraday bereksperimen dengan perak sulfida. Dia menemukan bahwa ketika bahan itu dipanaskan, ia menghantarkan listrik dengan lebih baik. Ini adalah kebalikan dari bagaimana tembaga bertindak. Ketika tembaga dipanaskan, ia menghantarkan listrik lebih sedikit. Sejumlah peneliti awal lainnya menemukan sifat semikonduktor lainnya. Pada tahun 1947 di Bell Labs di New Jersey, transistor ditemukan. Hal ini mengarah pada pengembangan sirkuit terpadu, yang memberi daya pada hampir semua perangkat elektronik saat ini.

Doping

Doping adalah proses penambahan pengotor kecil ke semikonduktor murni untuk mengubah sifat listriknya. Semikonduktor dengan doping ringan dan sedang disebut ekstrinsik. Semikonduktor yang didoping hingga tingkat tinggi sehingga bertindak lebih seperti konduktor daripada semikonduktor disebut sebagai degenerasi. Kebanyakan semikonduktor terbuat dari kristal silikon. Silikon murni tidak banyak digunakan, tetapi silikon yang didoping adalah dasar untuk sebagian besar semikonduktor. Silicon Valley dinamakan demikian karena banyaknya perusahaan startup semikonduktor yang berlokasi di sana.

Semikonduktor saat ini

Saat ini, semikonduktor digunakan secara luas. Semikonduktor dapat ditemukan di hampir setiap perangkat elektronik. Komputer desktop, Internet, perangkat tablet, smartphone, semuanya tidak akan mungkin terjadi tanpa semikonduktor. Semikonduktor dapat dibuat menjadi sakelar yang sangat presisi dengan sedikit tegangan. Tegangan yang tidak diperlukan semikonduktor dapat dikirim ke komponen listrik lainnya dalam perangkat. Semikonduktor juga dapat dibuat sangat kecil dan banyak di antaranya dapat masuk ke dalam sirkuit yang agak kecil. Karena bisa dibuat begitu kecil, perangkat listrik saat ini bisa dibuat tipis dan ringan tanpa mengorbankan daya pemrosesan. Beberapa perusahaan yang mendominasi dalam bisnis semikonduktor adalah Intel Corporation, Samsung Electronics, TSMC, Qualcomm dan Micron Technology.

Halaman terkait

Dioda
Transistor
Dioda pemancar cahaya
Semikonduktor tipe-N
Sirkuit terpadu

Pertanyaan dan Jawaban

T: Apa yang dimaksud dengan semikonduktor?

J: Semikonduktor adalah bahan yang dalam beberapa kasus dapat menghantarkan listrik, tetapi tidak dalam kasus lainnya. Bahan ini tidak menghantarkan listrik sebaik konduktor listrik yang baik seperti tembaga atau perak, dan tidak menghalangi aliran listrik seperti isolator seperti karet atau plastik.

T: Apa itu semikonduktor tipe-n dan tipe-p?

J: Semikonduktor tipe-n dan tipe-p dibuat dengan menambahkan atom yang berbeda ke dalam kisi kristal (kisi) semikonduktor, yang mengubah konduktivitasnya.

T: Untuk apa silikon digunakan?

J: Silikon adalah semikonduktor komersial yang paling penting dan dapat dibuat menjadi transistor, yang merupakan amplifier kecil yang digunakan di komputer, ponsel, pemutar audio digital, dan banyak perangkat elektronik lainnya.

T: Bahan apa lagi yang digunakan sebagai semikonduktor?

J: Selain silikon, galium arsenida juga digunakan sebagai semikonduktor.

T: Bagaimana elektron berperilaku dalam bahan padat?

J: Elektron dalam bahan padat dapat memiliki energi hanya dalam pita tertentu (yaitu rentang tingkat energi) antara energi kondisi dasar, sesuai dengan elektron yang terikat erat dengan inti atom bahan, dan energi elektron bebas, yang merupakan energi yang diperlukan bagi elektron untuk keluar sepenuhnya dari bahan.

T: Mengapa isolator sering digunakan untuk melindungi orang dari sengatan listrik?

J: Isolator memblokir aliran listrik sehingga dapat digunakan untuk melindungi orang dari sengatan listrik dengan mencegah arus listrik melewatinya.

T: Bagaimana cara kerja transistor?

J: Transistor bertindak sebagai penguat kecil yang mengambil sinyal input dan memperkuatnya sebelum mengeluarkannya pada tingkat yang lebih tinggi daripada yang awalnya dimasukkan.