KULIAH 1 Fisika Semikonduktor Struktur Kristal Elektron, Hole & Model Ikatan Semikonduktor intrinsik Doping Doping dengan Acceptor Proses Kompensasi (Donor &
Download ReportTranscript KULIAH 1 Fisika Semikonduktor Struktur Kristal Elektron, Hole & Model Ikatan Semikonduktor intrinsik Doping Doping dengan Acceptor Proses Kompensasi (Donor &
KULIAH 1 Fisika
Semikonduktor
Struktur Kristal Elektron, Hole & Model Ikatan Semikonduktor intrinsik Doping Doping dengan Acceptor Proses Kompensasi (Donor & Acceptor)
STRUKTUR KRISTAL
Kristal Si dibentuk oleh ikatan sebuah atom dengan 4 atom terdekat Tiap rusuk mempunyai panjang 5,43 A o Semua atom kecuali sebuah atom ditengah menempati puncak dalam bentuk tetrahedron reguler.
Atom-atom terpisah dengan jarak 2,35 A o .
Elektron, Hole dan Model Ikatan
Elektron-elektron yang terhubung bersama bertindak sebagai pengikat atom-atom .
Model ikatan pada kristal merupakan ikatan kovalen (Elektron Valensi).
Kristal murni merupakan Isolatotor Hole akan terbentuk jika temperatur naik & elektron terbebas dari ikatannya Energi untuk membebaskan ikatan elektron disebut energi ionisasi (Si= 1,1 eV dan Ge = 0,7 eV) Konduksi listrik pada kristal murni disebabkan oleh elektron & hole bersama-sama.
Semikonduktor Intrinsik
Semikonduktor Intrinsik merupakan semikonduktor yang mempunyai jumlah elektron bebas dan hole sama, tanpa mengandung bahan ketidakmurnian. Hukum Aksi - Massa :
n o
.
p o
n i
2 (
T
) n o = konsentrasi elektron (cm -3 ), T =300K p o = konsentrasi hole (cm -3 ),T = 300 K n i = konsentrasi intrinsik (cm -3 ),T = 300 K = 10 20 cm -3 .
n o = p o = n i = 10 10 cm -3 .
DOPING
Doping : Proses membuat ketidakmurnian pada kristal Si (Semikonduktor Extrinsik) Ketidakmurnian dengan atom bervalensi 5 (Donor): As, P,Sb & 3 (Acceptor): B,Al,Ga,In
n P o
0
N d n i n
2 2
o
N
2
n i
2
d N d
;
P o N d
10 20
N d cm
3 (
T
300
K
) N D = Konsentrasi Donor (cm -3 ) Tipen n : (pembawa mayoritas = elektron & Minoritas = Hole)
Doping dengan Acceptor
Menambahkan ketidakmurnian dengan atom group III dari tabek periodik tipe p : (pembawa mayoritas = hole & Minoritas = Elektron) Konsentransi Acceptor : di mana dan
Proses Kompensasi (Donor & Acceptor)
Menambahkan ketidakmurnian dengan donor dan acceptor (bersama) Rapat muatan dari elektron, hole, ion donor dan ion acceptor = 0 Dengan memasukkan Hukum aksi massa, Kompensasi Elektron/hole; Jika,
Cont.
Untuk Kasus N d > N a , Konsentrasi Elektron dan Hole adalah, Untuk Kasus N a > N d , Konsentrasi Hole dan Elektron adalah, Asumsi bahwa,