pita energi

Logam dengan ikatannya yang lemah dengan elektron
valensi, merupakan konduktor listrik dan penghantar panas
yang baik. Konduktivitas ini terjadi karena hanya diperlukan
energi sedikit saja untuk mengaktifkan elektron yang
terdelokalisir kelevel konduksi.
Sebaliknya, elektron memerlukan energi yang cukup besar
untuk mengatasi sela energi yang besar dalam isolator.
Semikonduktor mempunyai sela energi yang lebih besar
dari pada isolator, sehingga terdapat sejumlah elektron
untuk konduksi.
Berbagai bahan yang dapat digunakan oleh ahli tehnik dan
ilmuwan mempunyai konduktivitas atau tahanan, karena (
) dengan nilai yang berbeda-beda.
Konduktivitas  dan tahanan  dari suatu bahan tergantung
pada bilangan n, pembawa muatan, besar muatan q dan
mobilitas  sesuai persamaan :
Kecepatan v, suatu muatan dapat dihitung sesuai dengan persamaan
diatas.
Kecepatan gerak ini sebanding dengan besarnya medan listrik  atau
volt/m. Jadi tanpa gradien voltage, tak ada kecepatan gerak. Hal ini tidak
berarti bahwa pembawa muatan tidak bergerak, sebaliknya
pergerakannya adalah secara acak sehingga muatan yang bergerak
dalam satu arah diimbangi oleh pergerakan muatan dalam arah
yangberlawanan.
Hubungan antara  dan T dapat dituliskan :
dimana yt adalah koefisien suhu tahanan oC adalah tahanan pada 0oC dan T= (T –
0oC).
Nilai koefisien ini kira‐kira 0,004/oC untuk logam murni, hal ini
berarti bahwa jarak bebas rata‐rata untuk elektron berkurang
dengan faktor dua antara 0oC dan 250oC.
Elektron dari atom yang terisolir hanya dapat menempati
orbital atau level energi tertentu dan diantara level energi
tertentu tersebut terdapat celah yang harus dilewati oleh
elektron untuk berpindah dari suatu level energi ke level
energi lain. Celah ini dinamakan celah terlarang karena
tidak dapat diisi oleh elektron. Susunan level energi dan
celah terlarang suatu bahan membentuk pita energi.
• Sela energi yang besar antara pita valensi yang banyak
terisi elektron dengan pita energi berikutnya.
• Elektron terjebak dalam pita energi yang rendah.
• Jumlah n dalam pita konduksi sangat rendah
• Dibutuhkan
energi
yang
sangat
besar
untuk
memindahkan elektron ke pita konduksi.
Pita Konduksi
e4=1.8eV
Celah Energi
Pita Valensi
e3=0.7eV
e2
e1
Isolasi dan fungsinya :
a. Material listrik yang tidak bisa dialiri listrik (mengisolir arus
listrik).
b. Untuk menyekat (mengisolasi) suatu penghantar atau material
listrik yang dapat menghantarkan arus listrik, agar arus listrik
yang mengalir tetap melalui hantaran yang ditetapkan.
c. Untuk menyekat hantaran bertegangan terhadap hantaran lain
yang bertegangan ataupun tidak bertegangan atau tanah.
d. Untuk melindungi keselamatan manusia terhadap kemungkinan
terjadinya sentuhan dengan hantaran listrik tersbebut.