Empat Pilar – Pengertian Semikonduktor : Jenis, Fungsi, Kegunaan dan Contoh. Seringkali kita mendengar istilah “semikonduktor” dalam percakapan sehari-hari, terutama saat membahas perkembangan teknologi yang pesat.
Namun, apakah kita benar-benar mengerti pengertian semikonduktor dan peran pentingnya dalam kehidupan kita? Yuk, kita telusuri lebih jauh tentang materi setengah penghantar ini.
Semikonduktor adalah materi dengan konduktivitas listrik antara konduktor dan isolator. Dalam kata lain, semikonduktor adalah bahan yang konduktivitasnya dapat diubah dengan mengendalikan jumlah dan jenis muatan yang ada di dalamnya.
Pengertian semikonduktor ini menjelaskan bagaimana bahan ini menjadi tulang punggung industri elektronik dan teknologi informasi.
Pengertian Semikonduktor
Semikonduktor adalah bahan yang memiliki tingkat konduktivitas di antara konduktor (biasanya logam) dan non-konduktor atau isolator (seperti keramik).
Bahan semikonduktor bisa berupa senyawa seperti galium arsenida atau unsur murni seperti germanium atau silikon. Fisika menjelaskan teori, sifat, dan pendekatan matematis yang mengatur semikonduktor.
Cara kerja semikonduktor dalam penghantar listrik sangat sederhana. Komponen yang terbuat dari logam mengubah tegangan menjadi arus pada suhu tertentu.
Namun, komponen semikonduktor membutuhkan dukungan dari komponen lain seperti transistor, dioda, dan sirkuit terpadu agar bisa berfungsi dengan optimal.
Jenis Jenis Semikonduktor
Setelah memahami Pengertian Semikonduktor dalam rangkaian elektronik, selanjutnya akan dijelaskan jenis-jenis semikonduktor yang ada.
Ada dua jenis semikonduktor yang dapat diklasifikasikan, yaitu semikonduktor intrinsik dan semikonduktor ekstrinsik.
1. Semikonduktor Intrinsik
Semikonduktor intrinsik merupakan konduktor yang murni dan mampu menghantarkan listrik dengan sangat baik.
Contohnya adalah germanium murni (Ge) atau silikon murni (Si). Pada suhu nol mutlak, semikonduktor intrinsik bersifat sebagai isolator, namun akan menunjukkan sifat konduktivitas ketika suhu dinaikkan.
2. Semikonduktor Ekstrinsik
Sementara itu, semikonduktor ekstrinsik diperoleh dengan menambahkan pengotor tertentu melalui proses doping untuk meningkatkan konduktivitas listriknya.
Biasanya, semikonduktor intrinsik memiliki sifat konduktivitas yang buruk sehingga tidak dapat digunakan dalam perangkat elektronik.
Namun, dengan penambahan pengotor tertentu, sifat konduktivitas dapat ditingkatkan sehingga dapat digunakan dalam perangkat elektronik.
Ada dua jenis semikonduktor ekstrinsik yang dibedakan berdasarkan jenis doping yang digunakan, yaitu semikonduktor tipe P dan tipe N.
Berikut penjelasan lebih rinci mengenai pengertian kedua jenis semikonduktor tersebut setelah memahami semikonduktor intrinsik dan ekstrinsik:
a. Semikonduktor Tipe P
Semikonduktor tipe P adalah jenis semikonduktor yang memiliki banyak muatan positif dan sedikit muatan negatif (elektron).
Jenis ini terdiri dari lubang (mayoritas) dan elektron (minoritas). Cara kerjanya adalah dengan melakukan doping pada bahan silikon dengan menggunakan bahan indium sehingga menghasilkan semikonduktor tipe P.
b. Semikonduktor Tipe N
Semikonduktor tipe N adalah jenis semikonduktor yang kaya akan muatan negatif (elektron). Cara kerjanya adalah dengan melakukan doping pada bahan silikon dengan menggunakan arsenik atau antimon untuk menambahkan muatan elektron dan menghasilkan semikonduktor tipe N.
Dengan memahami pengertian semikonduktor tipe P dan N, diharapkan kita dapat lebih mudah dalam menggunakan perangkat semikonduktor.
Fungsi Semikonduktor
Ketika diberi doping atau dilapisi dengan material khusus, hasilnya adalah semikonduktor yang memiliki konsentrasi tinggi elektron dan proton.
Oleh karena itu, untuk memahami fungsi sebenarnya dari semikonduktor, penting untuk mengetahui hal-hal berikut:
- Fungsi dari pengontrol adalah mengatur tegangan, arus listrik, dan lain-lain.
- Fungsi konversi mampu mengubah jenis sumber dari AC ke DC, DC ke AC, AC ke AC, dan DC ke DC.
- Fungsi sakelar semikonduktor adalah untuk mematikan dan menghidupkan rangkaian listrik. Kecepatan komponen ini juga tergantung pada ketersediaan daya.
Ketiga fungsi ini sangat berguna untuk memastikan listrik berfungsi dan beroperasi secara optimal.
Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa Kalian tidak perlu mencari komponen tambahan untuk melengkapi sistem kelistrikan selama komponen ini terpasang.
Kegunaan Semikonduktor
Semikonduktor memiliki fungsi dan kegunaan yang berbeda-beda tergantung pada jenisnya. Berikut adalah beberapa kegunaan dari berbagai jenis semikonduktor:
- Germanium (Ge): berfungsi sebagai dioda dan transistor awal.
- Silikon (Si): berfungsi sebagai dioda, transistor, IC, dan lain-lain.
- Selenium (Se): berfungsi sebagai rectifier.
- Germanium Silikon (Ge Si): berfungsi sebagai pembangkitan thermoelektrik.
- Tellurida Timah (PbTe): berfungsi sebagai detektor inframerah.
- Arsenida Gallium (GaAs): berfungsi sebagai transistor frekuensi tinggi, laser, dan beberapa alat khusus.
- Barium Titinate (Ba Ti): berfungsi sebagai thermistor (PTC).
- Bismut Telurida (Bi2Te3): berfungsi sebagai konversi thermoelektrik.
- Indium Antimonida (In Sb): berfungsi sebagai magneto resistor, plezo resistor.
- Indium arsenida (In As): berfungsi sebagai plezo resistor.
- Silicon carbida (Si Cb): berfungsi sebagai varistor.
- Aluminium Stibium (Al Sb): berfungsi sebagai dioda penerang.
- Gallium Phosphor (Ga P): berfungsi sebagai dioda penerang.
- Indium Phosphor (In P): berfungsi sebagai filter infra merah.
- Plumbum Sulfur (Pb S): berfungsi sebagai foto sel.
- Plumbun Selenium (Pb Se): berfungsi sebagai foto sel.
- Gaxln1-xAs: berfungsi sebagai alat-alat frekuensi tinggi dan alat optis.
- Hg1-xCdxTe: berfungsi sebagai detektor inframerah.
- GaAsxP1-x: berfungsi sebagai dioda pemancar cahaya.
Contoh Bahan Semikonduktor
Materi selanjutnya membahas tentang pengertian semikonduktor dan beberapa contohnya. Terdapat beberapa bahan dan elemen yang digunakan untuk membuat semikonduktor.
Persyaratan dasarnya adalah bahan tersebut tidak boleh menjadi penghantar listrik yang sangat baik, maupun penghantar listrik yang sangat buruk.
Semikonduktor adalah bahan yang memiliki sifat dapat diubah dengan menambahkan atau menghilangkan atom/pengotor.
Beberapa contoh bahan semikonduktor adalah sebagai berikut:
- Silikon
- Antimon
- Arsenik
- Boron
- Karbon
- Germanium
- Galium arsenida
- Selenium
- Silikon karbida
- Belerang
- Telurium
- Oksida sebagian besar logam.
Sifat Semikonduktor
Semikonduktor memiliki beberapa karakteristik penting yang perlu diperhatikan. Dengan memahami sifat-sifat semikonduktor ini, Kalian bisa mengenali bahan-bahan lain yang memiliki sifat yang berbeda:
- Semikonduktor dapat berfungsi dengan sangat efisien karena memiliki komposisi bahan khusus, seperti galium arsenida dan sejenisnya.
- Elemen semikonduktor lebih peka terhadap cahaya, karena radiasi cahaya dapat menghasilkan fotoelektron dan mendukung proses resistansi.
- Persimpangan antara semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N memiliki karakteristik gerakan satu arah.
- Semikonduktor memiliki nilai termoelektrik yang tinggi, yang dapat dilihat dari adanya tKalian positif dan negatif.
- Koefisien suhu negatif dianggap penting. Jika bahan yang digunakan untuk proses resistansi tidak menggunakan koefisien suhu logam positif, maka hal ini perlu diperhatikan.
Kelebihan dan Kekurangan Semikonduktor
Setelah memahami Pengertian Semikonduktor, berdasarkan kegunaan semikonduktor, dapat diketahui bahwa semikonduktor memiliki beragam aplikasi di berbagai industri.
Ini menjadikan semikonduktor sangat bermanfaat dan memiliki banyak kegunaan untuk masa depan, seperti dalam mesin motor, mobil, dan banyak lagi.
Beberapa kelebihan semikonduktor antara lain:
- Chip semikonduktor memiliki tegangan yang lebih rendah dibandingkan dengan tabung vakum.
- Ukuran yang relatif kecil.
- Tahan terhadap guncangan.
- Harga yang relatif terjangkau.
- Masa pemakaian yang panjang.
Namun, semikonduktor juga memiliki beberapa kekurangan, seperti:
- Chip semikonduktor menghasilkan gelombang yang lebih tinggi dibandingkan dengan tabung vakum.
- Kemampuan daya yang lebih rendah.
- Ketika beroperasi pada frekuensi tinggi, transistor cenderung memberikan respon yang kurang baik.
Penutup
Dalam penutup artikel ini, kita telah memahami pengertian semikonduktor sebagai suatu materi yang memiliki sifat di antara konduktor dan isolator.
Semikonduktor telah mengubah dunia kita dengan memungkinkan perkembangan teknologi yang sangat pesat dalam berbagai bidang, seperti elektronik, komputasi, telekomunikasi, dan energi terbarukan.
Melalui pemahaman yang mendalam tentang semikonduktor, kita dapat terus mengembangkan inovasi baru dan memanfaatkan potensi mereka untuk menciptakan solusi yang lebih efisien dan berkelanjutan.
Semoga artikel dari empatpilar.com mengenai Pengertian Semikonduktor ini, dapat menambah wawasan Kalian mengenai semikonduktor dan pentingnya peran mereka dalam kehidupan sehari-hari.
