"Semikonduktor" Sang pengubah hidup manusia (part 2)

di postingan sebelumnya "Semikonduktor" Sang pengubah hidup manusia (part 1) kita udah bahas tentang sifat semikonduktor, untuk memperdalam pemahaman kita tentang semikonduktor kita lanjutin aja postingan kemarin. Cekidot

Semikonduktor adalah bahan dengan band gap (Eg) antara pita valensi dan pita konduksi berorde 1 eV.
Pada suhu (T) = 0, semua keadaan dalam pita valensi terisi penuh dan pita konduksi kosong, distribusi Fermi Dirac berbentuk tangga yang memberikan probabilitas 1 bagi semua keadaan dibawah level Fermi, dan 0 untuk semua keadaan di atasnya. Akan tetapi
jika temperatur dinaikkan, beberapa keadaan diatas Energi Fermi akan terisi dan beberapa keadaan dibawahnya kosong.
Apabila medan listrik diberikan kepada semikonduktor, maka elektron-elektron dalam pita konduksi akan mencoba bergerak melawan medan yang diberikan. Elektron-elektron dalam pita valensi juga mencoba bergerak menurut arah yang berlawanan dengan medan. Tetapi untuk melakukannya setiap elektron harus berpindah dari satu keadaan terisi ke salah satu keadaan kosong pita valensi. Pergerakan elektron pada pita valensi ini menyebabkan kekosongan pada tempatnya semula, sehingga menimbulkan pergerakan hole yang arahnya berlawanan dengan arah pergerakan elektron valensi. Aliran elektron pada pita konduksi bermuatan negatif, sedangkan aliran hole pada pita valensi bermuatan positif. Namun kontribusi keduanya tidak sama besar, karena elektron pada pita konduksi relatif dapat bergerak lebih mudah daripada elektron yang bergerak pada pita valensi yang nantinya akan menyebabkan pergerakan hole.
Semikonduktor yang kita bahas diatas termasuk semikonduktor intrinsik, yaitu semikonduktor murni yang belum tercampur dengan atom-atom lain.
Semikonduktor intrinsik mempunyai ciri-ciri :
1. jumlah elektron dalam pita konduksi sama dengan jumlah hole pada pita valensi.
2. energi Fermi terletak ditengah-tengah pita energi.
3. kontribusi elektron terhadap arus lebih besar daripada kontribusi hole.
4. sekitar 1 dari 10⁹ buah atom memberi kontribusi pada konduksi

Karena hanya 1 dari 10⁹ buah atom yang memberikan kontribusi pada konduksi, maka semikonduktor ini tidak memiliki manfaat praktis. Dalam aplikasinya dilakukan pencampuran dengan atom dari golongan lain, yang biasa disebut impuritas (ketidakmurnian), untuk meninggikan konsentrasi pembawa muatan. Pada sistem periodik unsur, material yang sering digunakan pada teknologi semikonduktor terdapat pada golongan II sampai VI.

sampai sini dulu, kapan-kapan dilanjut lagi.
Salam