Semikonduktor adalah kata yang identik dengan peralatan elektronika, hampir sebagian besar peralatan elektronika yang canggih seperti komputer, handphone, televisi, dll pasti menggunakan teknologi semikonduktor. Contoh dari komponen semikonduktor ada dioda, transistor, IC, dll. Oleh karena itu teknologi semikonduktor memiliki peran penting dalam teknologi elektronika.
Bahan semikonduktor atau semiconductor adalah bahan penghantar listrik yang kemampuannya di antara isolator dan konduktor. Bahan ini tidak seburuk isolator namun tidak sebaik pula konduktor. Bahan semikonduktor dapat menghantarkan arus listrik atau berfungsi juga sebagai konduktor jika dialiri arus listrik tertentu, suhu tertentu atau tata cara dan persyaratan tertentu.
Pengertian Semikonduktor
Semikonduktor adalah suatu bahan yang memiliki konduktivitas diantara dua bahan yakni isolator dan konduktor, sederhananya semikonduktor merupakan suatu zat setengah penghantar listrik. Agar komponen semikonduktor dapat bekerja dengan maksimal dibutuhkan komponen pendukung seperti transistor, dioda, dan IC.
Jenis Semikonduktor
Setelah mengetahui pengertian dari semikonduktor, selanjutnya akan mempelajari tentang tipe dari semikonduktor, berikut adalah beberapa tipe dari semikonduktor:
1. Semikonduktor Tipe P
Semikonduktor tipe P merupakan jenis yang mempunyai banyak muatan positif dan muatan negatif (elektron). Tipe ini mempunyai hole (majority) dan elektron (minority). Cara kerja dari bahan semikonduktor tipe p adalah bahan silikon akan didoping dengan menggunakan bahan idium, sehingga dapat menghasilkan tipe p.
2. Semikonduktor Tipe N
Semikonduktor tipe n adalah jenis semikonduktor yang mempunyai banyak muatan negatif / elektron. Selain itu semikonduktor tipe n biasanya membawa muatan (charger carrier) yang terdiri dari elektron. Elektron ini memiliki muatan negatif atau disebut dengan tipe negatif atau tipe n.
Semikonduktor tipe N berbahan dasar silikon (Si), nantinya akan didoping oleh bahan antimony dan arsenikum menggunakan muatan elektron sehingga menjadikan tipe N. terdapat dua charger carrier / pembawa muatan pada tipe n yaitu elektron (majority carrier) dan hole (minority carrier).
3. Semikonduktor Intrinsik
Semikonduktor tipe intrinsik dapat menggabungkan dua tipe dari semikonduktor, prinsip kerjanya hanya bisa dilakukan oleh komponen yang sangat khusus. Bahan dari tipe ini biasanya berupa elektron dan hole.
4. Semikonduktor Ekstrinsik
Semikonduktor tipe ekstrinsik berkebalikan dengan jenis intrinsik. Pada saat proses doping dapat melibatkan berbagai bahan semikonduktor tipe n, sehingga dapat menciptakan karakter ataupun meningkatnya kadar kelistrikan. Hal ini terjadi karena komponen dari semikonduktor sudah tidak murni lagi.
Cara Kerja Semikonduktor
Prinsip cara kerja semikonduktor sangat sederhana, cukup dengan menganalogikan sebuah wadah dengan isi air murni. Jika memasukan sepasang konduktor ke dalam dan memberikan tegangan DC tepat di bawah tegangan elektrolisis (kondisi sebelum air mengalami perubahan menjadi hidrogen dan oksigen).
Maka tidak akan terjadi aliran arus karena tidak mempunyai pembawa muatan (charge carrier), sehingga dalam kondisi ini air murni akan dianggap sebagai isolator. Namun jika Anda melakukan uji coba dengan menambahkan sedikit garam dapur, akan konduksi arus akan mulai mengalir.
Karena terdapat sejumlah pembawa muatan bebas (mobile carrier, ion) terbentuk. Dengan meningkatkan konsentrasi k.garam makan akan meningkat pula konduksi tetapi tidak banyak. Cara kerja dari bahan semikonduktor tentunya mempunyai kelebihan dan kekurangannya, berikut uraian mengenai kelebihan dan kekurangan dari bahan semikonduktor:
Kelebihan Semikonduktor
Bahan semikonduktor tidak memiliki filamen. Tidak membutuhkan daya lagi, karena sudah ada emisi elektron. Ketika kondisi sirkuit dinyalakan maka akan langsung bisa beroperasi. Bahan semikonduktor tidak memiliki komponen mekanis, tidak memproduksi suara dan juga tidak berdengung. Bahan semikonduktor memiliki harga yang murah, selain itu semikonduktor juga tahan terhadap guncangan dan memiliki keawetan yang bagus.
Kekurangan Semikonduktor
Untuk kekurangan dari bahan semikonduktor adalah daya yang dihasilkan tidak stabil dan cenderung akan lebih rendah. Dan yang sangat perlu diperhatikan adalah respon dari bahan semikonduktor masuk ke kategori belum cukup bagus.
Fungsi Semikonduktor
Fungsi semikonduktor adalah sebagai berikut:
- Fungsi semikonduktor sebagai saklar (switching). Fungsinya untuk menyalakan atau menonaktifkan sekring listrik. Tingkat kecepatan komponen ini bergantung dengan adanya daya elektronika.
- Fungsi converting. Fungsinya untuk mengkonversikan dari AC-DC, DC-AC, DC-DC, dan AC-AC.
Fungsi converting semikonduktor - Fungsi controller. Fungsinya untuk mengatur tegangan, daya listrik, arus, dll.
Sifat Semikonduktor
Perlu diketahui bahwa semikonduktor mempunyai beberapa sifat, diantaranya adalah sebagai berikut:
- Memiliki daya termolistrik yang tinggi. Hal ini bisa diamati dengan cara melihat adanya tanda positif/negatif.
- Temperatur negatif didalam merupakan koefisien. Material yang dipakai saat proses resistansi tidak memakai logam yang memiliki temperatur positif yang koefisien.
- Hubungan (junction) diantara semikonduktor tipe N dan tipe P. Kedua tipe semikonduktor memiliki hubungan yang sifat dari pergerakannya searah.
- Semikonduktor lebih peka terhadap cahaya. Maksudnya adalah semikonduktor mendukung proses terjadinya resistensi dikarenakan ada penyinaran cahaya dan membangkitkan foto.
- Semikonduktor bekerja secara maksimal. Dikarenakan bahan semikonduktor terdiri dari komponen khusus contohnya silikon, gelium, dll maka dapat bekerja secara maksimal.
Contoh Semikonduktor
Contoh semikonduktor dapat kita temukan dalam kehidupan sehari-hari, ada yang memang sangat mudah ditemui karena penggunaannya diberbagai macam bidang. Mari kita ulas apa saja contoh semikonduktor di kehidupan sekitar:
1. Transistor
Transistor memiliki fungsi untuk menguatkan alat, menghentikan proses stabilitas tegangan, modulasi sinyal, dan lain lain.
2. Dioda
Dioda mempunyai fungsi mengaliri arus listrik ke satu arah saja. Dimana nanti aliran dari arah berlawanan akan dihambat atau dihalangi lajunya.
3. Sel Surya
Komponen solar sel biasanya memiliki komponen pendukung yang berposisi pada wilayah besar dari dioda p-n junction. Sehingga pada komponen ini dapat memiliki kemampuan untuk mengubah / mengkonversi energi.
Salah satu contohnya adalah proses konversi dari energi matahari menjadi energi listrik yang kemudian energi bisa dialirkan ke berbagai jenis perangkat elektronik.
4. Mikroprosesor
Merupakan sirkuit yang terintegrasi dengan semikonduktor, menggunakan bahan yang terbuat oleh transistor mini dan gabungan sirkuit lain.
Selain keempat bahan diatas, terdapat juga bahan semikonduktor lain, bisa dikatakan bahan-bahan ini memiliki karakteristik seperti semikonduktor. Atau bahkan ada material yang digunakan sebagai bahan dasar semikonduktor seperti, pasir, batu-batuan, kaca, germanium, gallium arsenide. Kemudian terdapat juga bahan / material semikonduktor lain, seperti berikut
- Germanium
- Silikon
- Selenium
- Germanium silikon
- Telluride timah
- Armenia gallium
- Barium Titanate
- Bismuth telluride
- Indium antimonide
- Indium arsenide
- Silikon karbida
- Aluminium stibium
- Gallium Phosphor
- Indium phosphorus
- Plumbun sulfur
- Plumbun selenium
- GaxIn1 -xAs
- Hg1 -xCdx
- GaAsxP1 -x