PROBLEM

Problem 1.5 Bahan Ekstrinsik— n- Dan p- Tipe 

1. Jelaskan perbedaan antara pengotor donor dan akseptor.

jawaban :

Kotoran Donor	Akseptor
Kotoran donor adalah elemen yang ditambahkan ke donor untuk meningkatkan konduktivitas listrik dari donor itu.	Pengotor akseptor adalah elemen yang ditambahkan ke akseptor untuk meningkatkan konduktivitas listrik akseptor tersebut.
Kotoran Umum
Elemen Grup V.	Elemen kelompok III
Contoh Kotoran
Arsen (As), fosfor (P), bismut (Bi), dan antimon (Sb).	Aluminium (Al), boron (B), dan gallium (Ga)
Proses
Tingkatkan elektron bebas dalam semikonduktor.	Tingkatkan lubang yang ada di semikonduktor.
Elektron Valensi
Atom memiliki lima elektron valensi.	Atom memiliki tiga elektron valensi.
Ikatan kovalen
Membentuk empat ikatan kovalen di dalam semikonduktor, meninggalkan elektron kelima sebagai elektron bebas.	Membentuk tiga ikatan kovalen di dalam semikonduktor, meninggalkan lubang di mana ikatan kovalen hilang.

2. Jelaskan perbedaan antara bahan semikonduktor tipe-n dan tipe-p

jawaban :

Tipe-N

Misalnya pada bahan silikon diberi doping phosphorus atau arsenic yang pentavalen yaitu bahan kristal dengan inti atom memiliki 5 elektron valensi. Dengan doping, Silikon yang tidak lagi murni ini (impurity semiconductor) akan memiliki kelebihan elektron. Kelebihan elektron  membentuk semikonduktor tipe-n. Semikonduktor tipe-n disebut juga donor yang siap melepaskan elektron.

Semikonduktor jenis-n → jika bertemu pengotor dari golongan VA, electron sebagai pembawa

mayoritas. Ada electron donor yang dekat dengan pita konduksi (di bawah sedikit).

 Tipe-P

Kalau silikon diberi doping Boron, Gallium atau Indium, maka akan didapat semikonduktor tipe-p. Untuk mendapatkan silikon tipe-p, bahan dopingnya adalah  bahan trivalen yaitu unsur dengan ion yang  memiliki 3 elektron pada pita valensi. Karena ion silikon memiliki 4 elektron, dengan demikian ada ikatan kovalen yang bolong (hole). Hole ini digambarkan sebagai akseptor yang siap menerima elektron. Dengan demikian, kekurangan elektron menyebabkan semikonduktor ini menjadi tipe-p.

Semikonduktor jenis-p → jika bertemu pengotor dari golongan IIIA, lubang sebagai pembawa mayoritas. Ada lubang akseptor yang dekat (di atas sedikit) dari pita valensi.

Problem 1.6 Diode Semikonduktor

1. Perbedaan   silikon dan dioda germanium

Kegunaan Dioda

1.    Dioda germanium digunakan pada rangkaian detektor radio penerima.

2.    Dioda silicon digunakan sebagai penyearah.

Dioda germanium mempunyai sifat-sifat diantaranya :

1.    Bentuk fisiknya kecil

2.    Digunakan untuk rangkaian yg power outputnya besar

3.    Tahan terhadap tegangan tinggi max 500 volt

4.    Tahan terhadap arus besar max 10 ampere

5.    Tegangan yg hilang hanya 0,7 volt saja.

Dioda silikon mempunyai sifat-sifat diantaranya : 

1.    Bentuk fisiknya kecil

2.    Sering di pakai dalam rangkaian adaptor sebagai perata arus, dapat juga digunakan sebagai

     saklar elektronik

3.    Tahan terhadap arus besar max sekitar 150 ampere

4.    Tahan terhadap tegangan tinggi max 1000 volt

Karakteristik Dioda

Untuk mengetahui karakteristik dioda dapat dilakukan dengan cara memasang dioda seri dengan sebuah catu daya dc dan sebuah resistor. Dari rangkaian percobaan dioda tersebut dapat di ukur tegangan dioda dengan variasi sumber tegangan yang diberikan. Rangkaian dasar untuk mengetahui karakteristik sebuah dioda dapat menggunakan rangkaian dibawah. Dari rangkaian pengujian tersebut dapat dibuat kurva karakteristik dioda yang merupakan fungsi dari arus ID, arus yang melalui dioda, terhadap tegangan VD, beda tegangan antara titik a dan b.

2. Bagaimana arus pada dioda yang diberi bias mundur dan bias maju?

   Bias mundur adalah pemberian tegangan negatip baterai ke terminal anoda(A) dan tegangan positif ke terminal katoda (K) dari suatu dioda. Dengan kata lain, tegangan anoda katoda VA-K adalah negatif (VA-K <0). Karena pada ujung anoda (A) yang berupa bahan tipe p diberi tegangan negatif, maka hole-hole (pembawa mayoritas) akan tertarik ke kutup negatip baterai menjauhi persambungan. Demikian juga karena padaujung katoda (K) yang berupa bahan tipe n diberi tegangan positip,makaelektron-elektron (pembawa mayoritas) akantertarikkekutuppositip baterai menjauhi persambungan. Sehingga daerah pengosongan semakinlebar, dan arus yang disebabkan oleh pembawa mayoritas tidak ada yangmengalir. Arus ini dikatakan jenuh karena dengan cepat mencapai harga maksimum tanpa dipengaruhi besarnya tegangan baterai. Besarnya arus ini dipengaruhi olehtemperatur. Makin tinggi temperaturmakin besar harga Is. Pada suhuruang, besarnya Is ini dalam skala mikro-amper untuk dioda germanium,dan dalam skala nano-amper untuk dioda silikon.

   Sedangkan arus pada dioda yang diberi bias maju

   Apabila tegangan positif baterai dihubungkan ke terminal Anoda (A)dannegatifnya terminal  katoda (K), maka dioda disebut mendapatkan bias maju (foward bias). Dengan demikian VA-K adalah positif atau VA K>0. Dioda diberi bias maju.yakni VA-K positip,maka pembawa mayoritas dari bahan tipe p (hole) akan tertarik oleh kutup negatif baterai melewati persambungan dan berkombinasi dengan elektron (pembawa mayoritas bahan tipe n). Demikian juga elektronnya akan tertarik oleh kutup positif baterai untuk melewati persambungan. Oleh karena itu daerah pengosongan terlihat semakin menyempit pada saat a diberi bias maju, dan arus dioda yang disebabkan oleh pembawa mayoritas akan mengalir, yaitu ID.