1. Fisika Semikonduktor

Matakuliah
Tahun
Versi
: H0014/Elektronika Diskrit
: 2005
:1
Pertemuan 1
FISIKA SEMIKONDUKTOR
1
Learning Outcomes
Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa
akan mampu :
• Menguraikan sejarah elektron dan dasardasar dari semikonduktor.
2
Outline Materi
•
•
•
•
•
•
•
Orbit elektron.
Orbit terlarang.
Level energi.
Kristal.
Pita-pita energi.
Semikonduktor intrinsik.
Semikonduktor ekstrinsik.
3
FISIKA SEMIKONDUKTOR
• Sejarah Penemuan Muatan Listrik
• Orbit Elektron
4
ATOM BORON
shell
orbit kedua
orbit pertama
5p
3 dimensi
2 dimensi
5
KONDUKTOR
elektron
inti
Cu
Penyederhanaan gambar atom tembaga
6
SEMIKONDUKTOR SILIKON 14
inti
Si
Penyederhanaan gambar atom silikon
7
FORBIDDEN ORBIT
orbit stabil pertama
orbit stabil kedua
orbit stabil ketiga
inti
Si
daerah
terlarang
Orbit stabil dan terlarang
8
ENERGY LEVEL
ENERGY
Orbit 3
Orbit 2
Orbit 1
Kulit Inti
9
KRISTAL SILIKON
8 elektron valensi
ikatan kovalen
10
FREE ELECTRON & HOLE
free electron
hole
Energi panas menghasilkan elektron bebas dan lubang
11
FREE ELECTRON & HOLE
• REKOMBINASI
• GENERASI
• WAKTU HIDUP
12
ENERGY BANDS
Energi
Energi
elektron
Pita konduksi
Pita konduksi
hole
Pita valensi
Pita valensi
Pita kedua
Pita kedua
Pita pertama
Pita pertama
temperatur nol mutlak
temperatur diatas nol mutlak
Pita energi pada kristal silikon
13
SEMIKONDUKTOR INTRINSIK
Energi
1
aliran elektron
aliran elektron
2
Pita konduksi
-
semikonduktor
intrinsik
+
3
aliran hole
4
Pita valensi
aliran hole
14
SEMIKONDUKTOR EKSTRINSIK
TIPE N
elektron bebas
Si
Si
As
elektron dari doping dan energi termal
Pita konduksi
Si
Pita valensi
Si
hole dari energi termal
DOPING DENGAN ATOM PENTAVALEN
15
SEMIKONDUKTOR EKSTRINSIK
TIPE P
Si
elektron dari energi termal
hole
Si
Al
Pita konduksi
Si
Pita valensi
Si
hole dari doping dan energi termal
DOPING DENGAN ATOM TRIVALEN
16