Semikonduktor Tipe N | Dasar Elektro

Apabila bahan semikonduktor intrinsik (murni) diberi (didoping) dengan bahan bervalensi  lain  maka diperoleh semikonduktor ekstrinsik.  Pada bahan semikonduktor intrinsik, jumlah elektron bebas dan holenya adalah sama.  Konduktivitas semikonduktor intrinsik sangat rendah, karena terbatasnya jumlah pembawa muatan yakni hole maupun elektron bebas tersebut.

Jika bahan silikon didoping dengan bahan ketidak murnian (impuritas) bervalensi lima (penta-valens), maka diperoleh semikonduktor tipe n.   Bahan dopan yang bervalensi lima ini misalnya antimoni, arsenik, dan pospor.  Struktur kisi-kisi kristal bahan silikon type n dapat dilihat pada Gambar





Karena  atom  antimoni  (Sb)  bervalensi  lima,  maka  empat elektron valensi mendapatkan pasangan ikatan kovalen dengan atom silikon sedangkan elektron valensi yang kelima tidak mendapatkan pasangan.  Oleh karena itu ikatan elektron kelima ini dengan  inti  menjadi  lemah  dan  mudah  menjadi elektron bebas.   Karena setiap atom depan ini menyumbang sebuah elektron, maka atom yang bervalensi lima disebut dengan atom donor. Dan elektron “bebas” sumbangan dari atom dopan inipun dapat dikontrol jumlahnya atau konsentrasinya.

Meskipun bahan silikon type n ini mengandung elektron bebas (pembawa mayoritas) cukup banyak, namun secara keseluruhan kristal ini tetap netral karena jumlah muatan positip pada inti atom  masih  sama  dengan  jumlah  keseluruhan  elektronnya. Pada bahan type n disamping jumlah elektron bebasnya (pembawa mayoritas) meningkat, ternyata jumlah holenya (pembawa minoritas) menurun.   Hal ini disebabkan karena dengan bertambahnya jumlah elektron bebas, maka kecepatan hole dan elektron ber-rekombinasi (bergabungnya kembali elektron dengan hole) semakin meningkat.   Sehingga jumlah holenya menurun.

Level energi dari elektron bebas sumbangan atom donor dapat digambarkan  seperti  pada  Gambar  4.     Jarak  antara  pita konduksi dengan level energi donor sangat kecil yaitu 0.05 eV untuk silikon dan 0.01 eV untuk germanium.   Oleh karena itu pada suhu ruang saja, maka semua elektron donor sudah bisa mencapai pita konduksi dan menjadi elektron bebas.


Semikonduktor Tipe N | Dasar Elektro Rating: 4.5 Diposkan Oleh: Admin

No comments:

Berlangganan Via Email