semikonduktor

Fisik

2022

Kami menjelaskan apa itu semikonduktor listrik, jenisnya, aplikasinya, dan contohnya. Selain itu, bahan konduktif dan isolasi.

Semikonduktor yang paling banyak digunakan adalah silikon.

Apa itu semikonduktor?

Semikonduktor adalah bahan yang mampu bertindak sebagai konduktor listrik atau sebagai isolator listrik, tergantung pada kondisi fisik di mana mereka ditemukan. Kondisi ini biasanya melibatkan suhu dan Tekanan, kejadian radiasi atau intensitas Medan listrik atau Medan gaya yang menjadi sasaran materi.

Semikonduktor terdiri dari unsur kimia sangat bervariasi diantara mereka yang notabene berasal dari daerah selain Tabel periodik, tetapi mereka memiliki sifat kimia tertentu (umumnya mereka tetravalen), yang memberi mereka sifat listrik khusus mereka. Saat ini semikonduktor yang paling banyak digunakan adalah silikon (Si), khususnya di bidang industri elektronik dan dari komputasi.

Seiring dengan bahan isolasi, semikonduktor ditemukan pada tahun 1727 oleh fisikawan dan naturalis Inggris Stephen Gray (1666-1736), tetapi hukum yang menggambarkan perilaku dan sifat mereka dijelaskan jauh kemudian, pada tahun 1821, oleh fisikawan terkenal Jerman Georg Simon. (1789-1854).

Aplikasi semikonduktor

Semikonduktor sangat berguna dalam industri elektronik, karena memungkinkan penggerak dan modulasi arus listrik sesuai dengan pola yang diperlukan. Karena itu, biasanya mereka terbiasa:

  • transistor
  • Sirkuit terintegrasi
  • dioda listrik
  • Sensor optik
  • Laser keadaan padat
  • Modulator penggerak listrik (seperti ampli gitar listrik)

Jenis semikonduktor

Semikonduktor dapat terdiri dari dua jenis yang berbeda, tergantung pada responsnya terhadap lingkungan fisik di mana mereka:

Semikonduktor intrinsik

Mereka terdiri dari satu jenis atom, diatur dalam molekul tetrahedral (yaitu, empat atom dengan valensi 4) dan atom-atomnya bergabung dengan ikatan kovalen.

Konfigurasi kimia ini mencegah pergerakan bebas dari elektron di sekitar molekul, kecuali untuk peningkatan suhu: maka elektron mengambil bagian dari Energi tersedia dan "melompat", meninggalkan ruang kosong yang diterjemahkan sebagai muatan positif, yang pada gilirannya akan menarik elektron baru. Proses ini disebut rekombinasi, dan jumlah panas diperlukan untuk ini tergantung pada unsur kimia yang bersangkutan.

Semikonduktor ekstrinsik

Bahan-bahan ini memungkinkan proses doping, yaitu memungkinkan beberapa jenis pengotor dimasukkan dalam konfigurasi atomnya. Tergantung pada pengotor ini, yang dapat berupa pentavalen atau trivalen, bahan semikonduktor dibagi menjadi dua:

  • Semikonduktor ekstrinsik tipe-N (donor). Dalam jenis bahan ini, jumlah elektron melebihi jumlah lubang atau pembawa muatan bebas ("ruang" muatan positif). Ketika perbedaan potensial diterapkan pada material, elektron bebas bergerak ke kiri material dan lubang kemudian ke kanan. Ketika lubang mencapai paling kanan, elektron dari sirkuit eksternal memasuki semikonduktor, dan transmisi arus listrik terjadi.
  • Semikonduktor tipe-P ekstrinsik (akseptor). Dalam bahan-bahan ini, pengotor yang ditambahkan, alih-alih meningkatkan elektron yang tersedia, meningkatkan lubang.Jadi, kita berbicara tentang bahan akseptor tambahan, karena ada permintaan elektron yang lebih besar daripada ketersediaan dan setiap "ruang" bebas tempat elektron harus pergi berfungsi untuk memudahkan aliran arus.

Contoh bahan semikonduktor

Semikonduktor berfungsi sebagai modulator transmisi listrik.

Semikonduktor yang paling umum dan digunakan di industri adalah:

  • Silikon (Si)
  • Germanium (Ge), sering di paduan silikon
  • Gallium Arsenida (GaAs)
  • Sulfur
  • Oksigen
  • Kadmium
  • Selenium
  • Indian
  • Bahan kimia lain yang dihasilkan dari kombinasi unsur-unsur dari golongan 12 dan 13 dari tabel periodik, dengan unsur-unsur dari golongan 16 dan 15 masing-masing.

bahan konduktif

Tidak seperti semikonduktor, yang sifat konduksi listriknya bervariasi, bahan konduktif selalu siap untuk mentransmisikan: listrik, karena konfigurasi elektron atomnya. Konduktivitas ini dapat berfluktuasi dan dipengaruhi sampai tingkat tertentu oleh keadaan fisik lingkungan karena: konduktivitas listrik itu tidak mutlak.

Contoh bahan konduktif adalah sebagian besar dari logam (besi, merkuri, tembaga, aluminium, dll.) dan Air.

Bahan isolasi

Akhirnya, bahan isolasi adalah bahan yang menahan konduksi listrik, yaitu, yang mencegah lewatnya elektron dan mereka berguna, oleh karena itu, untuk melindungi diri mereka sendiri dari listrik, untuk mencegahnya menjalankan jalur bebas, atau dari korsleting. Isolator juga tidak mengisolasi seratus persen secara efisien, Mereka memiliki batas (tegangan tembus) di mana energinya begitu kuat sehingga mereka tidak dapat mempertahankan kondisinya sebagai isolator dan, oleh karena itu, mentransmisikan arus listrik, setidaknya dalam tingkat tertentu.

Contoh bahan isolator adalah plastik, keramik, kaca, kayu dan kertas.

!-- GDPR -->