Dalam dunia elektronika, kita pasti sudah pernah mendengar bahan pengantar listrik yang bersifat semikonduktor. Sebenarnya apa sih semikonduktor itu? Jadi bisa dibilang semikonduktor adalah bahan yang mempunyai kemampuan mengantarkan arus listrik yang tidak sebaik konduktor, tapi juga tidak seburuk isolator.
Adapun contoh dari komponen semikonduktor seperti halnya dioda, IC, transistor, dsb. Dan komponen tersebut sering digunakan di banyak perangkat elektronik seperti televisi, handphone, maupun komputer/laptop.
Untuk Anda yang masih penasaran apa saja fungsi, jenis dan bahan penyusun bahan semikonduktor bisa simak penjelasan lengkapnya di bawah ini.
Daftar Isi
Pengertian Semikonduktor
Semikonduktor adalah zat atau benda yang setengahnya bisa menghantarkan listrik. Komponen semikonduktor mempunyai sifat konduktivitas listrik yang berada di pertengahan.
Yaitu di antara konduktor yang mampu menghantarkan arus listrik dan isolator yang kurang baik sifatnya sebagai penghantar listrik.
Meski demikian bahan semikonduktor tetap bisa mengantarkan arus listrik ketika mendapatkan arus listrik tertentu.
Fungsi Semikonduktor
Fungsi semikonduktor adalah berkaitan dengan komponen lain, yaitu:
- Fungsi converting di mana tipe sumber AC-AC, AC-DC, DC-DC atau pun DC-AC dapat berubah-ubah.
- Fungsi controller adalah bahan semikonduktor yang bisa melakukan pengaturan terhadap arus, daya atau pun tegangan listrik dan sebagainya.
- Komponen semikonduktor yang berfungsi sebagai saklar dalam menyalakan serta menonaktifkan sekring listrik.
Jenis-jenis Semikonduktor
Jenis-jenis semikonduktor yang umum diaplikasikan sebagai berikut:
1. Semikonduktor Intrinsik
Semikonduktor intrinsik adalah gabungan dari 2 tipe semikonduktor, yang termasuk murni atau belum diberi tambahan pengotoran.
Semikonduktor intrinsik bekerja menggunakan komponen khusus, yang biasanya dari elektron bebas atau hole yang sama. Contoh semikonduktor intrinsik adalah silikon (Si) dan germanium (Ge).
2. Semikonduktor Ekstrinsik
Sedangkan tipe semikonduktor ekstrinsik adalah jenis semikonduktor yang sudah melalui proses doping, yang berarti sudah dikotori atau diberi atom lain. Semikonduktor ekstrinsik terbagi ke dalam 2 jenis, yaitu:
3. Semikonduktor tipe P
Semikonduktor tipe P adalah bahan dengan muatan positif dan negatif yang jumlahnya banyak. Semikonduktor tipe P terdiri dari elektron (sebagai minority carrier) serta hole (sebagai majority carrier). Tipe P ini dihasilkan dari silikon yang didoping dengan indium.
4. Semikonduktor tipe N
Semikonduktor tipe N adalah jenis yang lebih banyak elektronnya (muatan negatif). Semikonduktor tipe N dihasilkan dari silikon yang didoping dengan antimony atau arsenikum/arsenik.
Kebalikan dari semikonduktor tipe P, pada semikonduktor tipe N elektron adalah majority carrier, serta hole adalah minority carrier.
Beberapa Contoh Benda Semikonduktor
Bahan semi penghantar cukup banyak penggunaannya pada peralatan elektronik, termasuk yang ada di kehidupan sehari-hari. Contoh semikonduktor adalah sebagai berikut.
1. Dioda
Fungsi dioda adalah menghantar arus listrik hanya ke satu arah. Selain itu berfungsi juga menghambat arus dari arah berlawanan.
2. Transistor
Fungsi transistor adalah penghentian stabilitas tegangan, saklar, penguat alat sampai dengan modulasi sinyal.
3. Sel surya
Sel surya adalah komponen yang menggunakan semikonduktor, yang mampu mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik.
4. Mikroprosesor
Mikroprosesor adalah perangkat elektronik dari transistor mini serta sirkuit yang diintegrasikan dengan semikonduktor.
Masih ada lagi contoh semikonduktor yang dapat Anda pelajari. Untuk 10 contoh semikonduktor lainnya adalah.
- Silikon (Si) fungsinya adalah menjadi transistor, dioda, integrated circuit (IC).
- Germanium (Ge) fungsinya adalah menjadi transistor awal serta dioda.
- Selenium (Se) fungsinya menjadi rectifier.
- Germanium Silikon (Ge Si) fungsinya menjadi pembangkit thermoelektrik.
- Silikon carbida (Si Cb) fungsinya menjadi varistor.
- Arsenida Gallium (Ga As) fungsinya menjadi transistor laser, berfrekuensi tinggi dan lainnya.
- Indium arsenida (In As) fungsinya menjadi plezo resistor.
- Plumbum Sulfur (Pb S) fungsinya menjadi foto sel.
- GaAsxP1 –x fungsinya menjadi dioda pemancar cahaya.
- Hg1 –xCdxTe fungsinya menjadi detektor inframerah.
Material semikonduktor lainnya seperti Gaxln1 –xAs, Bismut telurida, Tellurida timah, Indium phospor, Indium antimonida, Plumbum selenium, Barium Titinate, Armenia gallium, serta Aluminium stibium.
Kalau Anda masih belum paham apa saja penggunaan semikonduktor dalam peralatan rumah tangga misalnya. Berikut ini contoh semikonduktor dalam kehidupan sehari-hari yang bisa Anda jumpai.
- Lampu LED kendaraan bermotor
- Regulator
- Pembuatan komponen speedometer pada kendaraan bermotor
- Jam tangan LED
- Komponen pada benda elektronik, seperti komputer, handphone, tablet, televisi, kamera digital
- Rice cooker
- Refrigerator
- Sistem kendaraan Automobile
- Pada bidang medis, seperti advanced medical care
- Mesin ATM bank
Struktur Atom Semikonduktor
Ada juga struktur atom yang terdapat pada semikonduktor. Inti semikonduktor dikelilingi oleh silikon dengan 14 elektron. Terdapat elektron valensi dengan silikon 4 elektron. Elektron valensi bisa saja terikat kovalen.
Semua elektron dan struktur kisi-kisi saling terikat satu sama lain. Sedangkan jumlah proton intinya, sama. Kemudian, energi panas mengaliri struktur atom. Hal itulah yang membuat elektron valensi terlepas dari ikatan kovalennya.
Cara Kerja Semikonduktor Secara Khusus
Cara kerja semikonduktor sederhana dan mudah dipelajari. Misalnya saja dari sebuah wadah atau bejana berisi air yang murni. Kemudian dimasukki sepasang konduktor dan membiarkan arus DC mengaliri di bawah tegangan elektrolitnya.
Karena air adalah isolator murni yang tidak membawa muatan, maka tidak akan ada arus listrik yang mengalir. Tetapi, jika air dalam bejana tersebut ditaburi garam, akan ada konduksi arus yang mengalir.
Hal tersebut karena terbentuknya ion atau elektron bebas. Termasuk ketika konsentrasi atau jumlah garam yang ditaburkan, dinaikkan. Hal itu akan meningkatkan konduksi arus.
Selain itu, semikonduktor memiliki kelebihan dan kekurangan dalam pemakaiannya. Kelebihan semikonduktor adalah seperti:
- Semikonduktor itu tidak memiliki filamen, sehingga tidak lagi membutuhkan daya untuk memanaskan perangkat.
- Karena tidak lagi memerlukan daya, semikonduktor tidak menghasilkan emisi elektron.
- Ketika sirkuit dihidupkan, seketika itu juga perangkat langsung semikonduktor beroperasi.
- Chip dalam semikonduktor tegangan operasionalnya lebih rendah daripada tabung vacuum.
- Perangkat semikonduktor ukurannya relatif lebih kecil, sehingga rangkaian yang dihubungkannya itu akan lebih kompak.
- Semikonduktor biasanya lebih tahan terhadap guncangan.
- Semikonduktor tidak memiliki komponen mekanis. Karena itulah saat dioperasikan, semikonduktor tidak akan menghasilkan suara (dengung).
- Harga perangkat semikonduktor relatif lebih murah.
- Masa pemakaian perangkat semikonduktor tidak terbatas, sehingga lebih awet.
Di balik kelebihannya yang bermacam-macam, ada kekurangan semikonduktor yang membuat Anda harus lebih waspada. Berikut kekurangan semikonduktor adalah.
- Semikonduktor menghasilkan daya yang kurang stabil dan relatif rendah.
- Chip semikonduktor menghasilkan gelombang suara dengan noise yang relatif tinggi daripada tabung vacuum.
- Responden semikonduktor masih kurang bagus. Yaitu ketika semikonduktor dioperasikan pada frekuensi yang tinggi, transistor justru akan membuat respon yang tidak bagus.
Sifat Semikonduktor
Semikonduktor memiliki beberapa sifat sebagai karakteristiknya. Sifat semikonduktor adalah sebagai berikut.
- Memiliki daya termolistrik yang tinggi, yang dapat dilihat dari tanda positif negatif.
- Koefisien temperatur yang negatif, tidak seperti logam yang temperaturnya positif.
- Komponen semikonduktor peka terhadap cahaya. Mampu membangkitkan foto serta membantu proses resistansi oleh adanya penyinaran cahaya.
- Sedangkan komponen dalam semikonduktor tidak saling bertentangan satu dengan lainnya atau memiliki sifat penyearahan.
- Hubungan semikonduktor tipe N dan tipe P memiliki sifat pergerakan yang searah.
- Bahan semikonduktor memiliki komponen khusus seperti silikon atau pun galium. Sehingga dapat melakukan pekerjaannya dengan maksimal.
FAQ Tentang Semikonduktor
1. Apa perbedaan antara semikonduktor dengan konduktor dan isolator?
Semikonduktor memiliki kemampuan mengantarkan arus listrik di antara konduktor dan isolator. Konduktor lebih baik menghantarkan, sedangkan isolator lebih buruk. Semikonduktor berada di tengah-tengah, tidak sebaik konduktor, namun juga tidak seburuk isolator.
2. Bagaimana semikonduktor berfungsi sebagai saklar dalam perangkat elektronik?
Semikonduktor dapat berfungsi sebagai saklar dengan mengontrol aliran arus listrik. Mereka dapat menyalakan dan mematikan aliran listrik, seperti yang terjadi pada penggunaan sekring listrik dalam perangkat elektronik.
3. Apa perbedaan antara semikonduktor intrinsik dan ekstrinsik?
Semikonduktor intrinsik tidak mengalami doping atau penambahan zat pengotor, sementara semikonduktor ekstrinsik telah melalui proses doping. Doping ini melibatkan penambahan atom lain untuk memodifikasi sifat konduktif semikonduktor.
4. Bagaimana struktur atom pada semikonduktor memengaruhi konduktivitas listriknya?
Struktur atom semikonduktor, khususnya elektron valensi dan keterikatannya, memainkan peran penting dalam konduktivitas listrik. Energi panas dapat memisahkan elektron valensi dari ikatan kovalen, memungkinkan aliran arus
5. Mengapa semikonduktor dianggap lebih tahan terhadap guncangan?
Ketahanan terhadap guncangan semikonduktor terutama karena mereka tidak memiliki komponen mekanis yang rentan terhadap getaran. Ukuran mereka yang lebih kecil juga membuatnya lebih tahan terhadap guncangan.