sap - Pasca Gunadarma

SATUAN ACARA PERKULIAHAN (SAP)
MATA KULIAH
KODE MK / SKS
PROGRAM STUDI
: FISIKA DEVAIS SEMIKONDUKTOR
:
/ 3 SKS
: MAGISTER TEKNIK ELEKTRO
Pertemuan
Pokok Bahasan
Tujuan Instruksi Umum
(TIU)
I
Elemen-Elemen
Fisika
Semikonduktor(SK)
Agar Mahasiswa:
Memahami konsep dasar fisika SK, dalam hal
ini berkaitan terutama dengan teori pita energi
berikut model-model potensialnya
II
Gejala Transport dalarn SK
Agar Mahasiswa mampu:
Memahami
 Penetuan
gejala-gejala
konsentrasi
transport yang
pembawa ekstrinsik
Sub Pokok Bahasan






Bahan-Bahan SK
Struktur kristal
lkatan-ikatan valensi
Teori Pita energi
Rapatkeadaan
Konsentrasi pembawa
intrinsik: Distribusi FermiDirac
 Konsep Hole dan Elektron
Sasaran Belajar
Agar Mahasiswa dapat/mampu
 menyebutkan bahan-bahan SK
 menyebutkan dan mengidentifikasi struktur
kristal SK.
 mengetahui dan menggunakan teori pita
energi yang menyangkut model-model
potensial pada logam, isolator dan SK, serta
dapat menjabarkan pers. Gelornbang
Schroedinger untuk potensial periodic
 menjelaskan dan menginformasikan konsep
rapat keadaan
 menginformasikan dan menjelaskan kondisi
konsentras! pembawa intrinsik, dalam hal
ini berkaitan dengan penggunaan distribusi
Fermi- Dirac.
 menjelaskan konsep Hole dan Elektron
dalarn hal kaitannya dengan konsep donors
dan akseptor, dan pembawa mayoritas dan
pembawa minoritas.
Agar Mahasiswa mampu/dapat:
 menjelaskan cara penentuan konsentrasi
pembawa ekstrinsik yaitu dengan
1
terjadi di
dalarn SK,
misalkan:
arus drift dan
arus diffusi.
 Drift pembawa:
mobilitas,
resistansi, efekHall.
 Diffusi pembawa:
proses difusi, relasi
Einstein
 Injeksi pembawa
PersamaanPersamaan
 penting di dalarn
SK: pers. Aliran
arus, pers.
Kontinuitas, dan
pers. Poisson
III
Generasi dan Rekombinasi
Agar Mahasiswa mampu/dapat:
Memahami
 Kinetik proses
proses
generasi generasi dan
rekombinasi: band
rekombinasi
to band
di dalam SK
recombination
(direct
recombination),
rekombinasigenerasi melalui
pusat intermediate
(indirect
recombination),
surface
recombination.
 Asal muasal pusat
generasirekombinasi:
impurities,
menggunakan distribusi FD.
 menjelaskan proses aliran drift. Dalarn hal
ini menyangkut mobilitas serta konsekuensi
terhadap resistansi dan efek-Hafl.
 menjelaskan proses diffusi pembawa
berkaitan dengan relasi Einstein dan pers.
Kontinuitas.
 menjelaskan konsep inieksi pembawa.
 Menjabarkan, menggunakan dan
menginformasikan pers. penting di dalam
SK
Agar Mahasiswa mampu/dapat:
 menginformasikan proses generasirekombinasi pembawa, serta dapat
menyebutkan tipe-tipe prosesnya.
 Menyebutkan dan menginformasikan faktorfaktor yang menyebabkan terjadinya pusat
generasi- rekombinasi.
2
radiation damage,
surface states.
IV
Dioda
Agar Mahasiswa mampu/dapat:
 memahami
 Dioda logam-SK
prinsip
 Dioda p-n junction
pembentuka  Daerah Deplesi
n dioda
 Kapasitansi lapisan
beserta
deplesi.
karakteristik  Karakteristik Arusnya
Tegangan
 mengetahui
 Penyimpanan
macammuatan dan sifatmacam
sifat transient
dioda
 Breakdown dioda
 Macam-macam
dioda: dioda
Tunnel, dioda
Varaktor, diodan
Avalanche dan
dioda Zener.
Agar Mahasiswa mampu/dapat
 menjelaskan model junction- band logamSK, beserta karakteristik I-V
 menjabarkan arus yang mengalir melalui
barrier Schockley dan kontak Ohm.
 menjelaskan cara pembentukan p-n junction
serta dapat menyebutkan macam-macam
dioda yang diklasifikasikan menurut metode
pembentukannya.
 menjelaskan model p-n junction-band dan
distribusi pembawanya.
 menyebutkan daerah deplesi berdasarkan
tipe-tipe junctionnya: abrupt junction, dan
linearly graded junction.
 menjabarkan kapasitansi lapisan deplesi
 menjelaskan karakteristik I-V baik itu dalam
konJisi ideal maupun dalam keadaan
dipengaruhi oleh efek thermal, efek
generasi- rekombinasi dan high- injection.
 Menjelaskan proses penyimpanan muatan
dan sifat-sifat transient dioda
 menyebutkan faktor-faktor tedadinya
breakdown dioda
 menyebutkan macam-macam dioda.
3
V
Devais Bipolar
Agar Mahasiswa mampu/dapat:
memahami prinsip-prinsip pembentukan dan
cara kerja Transistor, serta menyebutkan
karakteristiknya
 Transistor junction
 Sifat statis transistor bipolar
 Respon frekuensi dan
switching dad transistor
bipolar
 Transistor bipolar
beterojunction
 Thyristor
VI
Devais Unipolar
Agar Mahasiswa mampu/dapat memahami
konsep dasar devais unipolar serta mampu
menyebutkan karakteristik dari berbagai jenis
devais unipolar





FET
MESFET
OS-Diode
MOSFET: karakteristik
dasar
MOSFET: tegangan
threshold dan penyekala
devais
Agar Mahasiswa mampu/dapat
 mengetahui susunan transistor bipolar dan
pembuatannya
 menjelaskan cara keria transistor bipolar pada
mode aktif
 mengetahui konsep penguatan arus
 menjelaskan difat-sifat statis transistor bipolar
tang antara lain berkaitan dengan arus arus
transistor ideal
 mengetahui cara pernodifikasian karakteristik
statis
 menjelaskan respon frekuensi dan switching
transistor bipolar yang anatar lain berkaitan
dengan model Ebers-Moll.
 menyebutkan cara pernbentukan transistor
bipolar heterojunction
 menggunakan thyristor untuk aplikasi
switching serta dapat menjelaskan karakterik
dasar thyristor
Agar mahasiswa mampu/dapat:
 menjelaskan susunan dan pembentukan devais
unipolar(tipe FET)
 menjelaskan karakteristik I-V secara umum
dari masing- masing FET
 menyebutkan aplikasi/kegunaan masingmasing FET
 menjelaskan dan menginformasikan
modifikasi teori sederhana tentang JFET
menjelaskan konsep ideal dioda MOS
 menielaskan lebih lanjut karakteristik dasar
MOSFET: daerah-daerah linier dan saturasi,
respon frekuensi & rangkaian eqivalen
 menyebutkan tipe-tipe MOSFET
 menjelaskan tegangan threshold dan penskala
devais
4
VII
Devais microwave
Agar Mahasiswa mampu/dapat
memahami teknik pencapaian kapabilitas
microwave dad devais SK




VII
Devais fotonis
(photonic devais)
Agar Mahasiswa mampu/dapat:
memahami dan mengenal devais dimana
partikel cahaya dasar(foton) mernmainkan
peranannya pada devais tersebut, serta dapat
menyebutkan 4 grup devais folonis

Agar Mahasiswa mampu/dapat : memaharni
konsep pernrosesan teknologi integrated
device dari pertumbuhan kristal sampai
transfer pola litografi, serta memaharni aspekaspek teoritis dan parktis langkah-langkah
utama dalarn fabrikasi devais dengan
penekanan pada devais integrated
 Pertumbuhan kristal dan
epitaksi
 Oksidasi dan deposisi film
 Diffusi dan implantasi ion
 Litografi dan etching
 Lntegrated device
IX
Topik Lanjut




Dioda IMPATT
Dioda BARITT
Transferred-Electron Devais
Perbandingan devais-devais
microwave
Transisis radiatif dan
absorbsi optis
LED
Laser SK
Detektor foto
Solar cell
Agar Mahasiswa mampu/dapat
 menyebutkan devais-devais microwave khusus
 menjelaskan prinsip kerja devais tsb.,
karaktenstik dan strukturnya.
 menggunakan devais tsb. didalam aplikasiaplikasi microwave
 menjelaskan konsep tunneling pada dioda
tunnel
 menjelaskan konsep resistansi negatif
differensiasi negatif pada TED
 menyebutkan perbedaan antar devais
microwave dalam hal power output, frekuensi
maksimum, dan performan noise
Agar Mahasiswa mampu/dapat:
 menjelaskan konsep transisi radiatif dan
absorpsi optis
 menjelaskan konsep pengubahan energi listirk
menjadi energi optik (LED & dioda laser).
 menjelaskan konsep pendeteksian secara
elektronik signal optis pada detektor foto
 menjelaskan konsep pengubahan energi optis
menjadi energi listrik menyebutkan jenis-jenis
LED
 mengetahui struktur laser dan menjelaskan
prinsip kerja dan karakteristik laser
 menjelaskan prinsip kerja detektor foto, serta
menyebutkan contoh- contohnya
 menjelaskan prinsip kerja Solar cell.
Agar Mahasiswa mampuidapat:
 menjelaskan teknik dasar untuk
menumbuhkan kristal tunggal
 menyebutkan klasifikasi thin film
 menjelaskan dua prinsip kunci proses
pengontrolan dopin pada SK (diffusi dan
implantasi ion)
5



menjelaskan proses transfer pola-pola
bentuk geornetris pada suatu "mask" ke thin
layer dari material radiasi- sensitive
menyebutkan metode-metode litografi dan
teknik etching
menjelaskan dan menggunakan proses
fabrikasi komponen aktif dan pasif suatu IC
Daftar Pustaka :
1. A.S. Grove, Physics and Technology of semiconductor, (Wiley, Singapore 1967).
2. S.M. Sze, Semiconductor Devices, Physics and Technology, (Wiley, Singapore 1985)
3. Rio dan M. lida, Fisika dan Teknologi Semikonduktor, (Pradnya Paramita, Jakarta 1980).
6