NOMOR 1A

a. Konduktor adalah suatu bahan yang mudah menghantar mutaan listrik. Dalam bahan-bahan yang tergolong konduktor, elektron-elektron pada setiap atom tidak diikat dengan kuat sehingga elektron-elektron dapat bergerak bebas di dalam atom. Elektron-elektron bebas inilah yang menyebabkan bahan-bahan konduktor mudah mengantarkan (mengalirkan) muatan listrik. Misalnya: perak, alumunium, tembaga, besi, emas, dll. Dari bahan - bahan yang paling bagus untuk mengalirkan arus listrik adalah emas.Karena pada bahan konduktor mempunyai banyak sekali elektron bebas, dan yang paling banyak elektron bebasnya adalah emas.b. Isolator adalah suatu bahan yang sukar menghantar muatan listrik. Dalam bahan-bahan isolator, elektron-elektron pada setiap atom diikat dengan kuat sehingga pada keadaan normal elektron-elektron tidak bebas bergerak. Karena elektron-elektron tidak mudah berpindah, maka isolator sukar mengalirkan arus listrik. Akan tetapi, jika isolator diberi tegangan besar maka elektron dapat berpindah. Jadi pada tegangan tinggi isolator dapat berfungsi sebagai konduktor. Misalnya : gelas, kaca, karet, kayu, dll.

c. Semikonduktor adalah suatu bahan yang pada kondisi tertentu akan bersifat sebagai isolator dan pada kondisi lain akan bersifat sebagai konduktor.Bahan bahan semikonduktor akan bersifat isolator jika dalam temperatur yang rendah dan akan bersifat konduktor jika dalam temperatur tinggi. Dalam temperatur rendah seluruh lintasan elektron terisi penuh oleh elektron dan ketika dalam temperatur tinggi akan ada ikatan - ikatan yang pecah sehingga menyebabkan adanya elektron - elektron bebas. Misalnya: germaniun, silikon, dll.

1BSemikonduktor intrinsik merupakan semikonduktor murni tanpa adanya bahan pengotor. Sedangkan, semikonduktor ekstrinsik adalah semikonduktor yang prosesnya melalui proses pendopingan atau pengotoran bahan atom tertentu pada bahan semikondultor untuk menaikkan daya hantar semikonduktor.

1Ca. Tipe-NMisalnya pada bahan silikon diberi dopingphosphorusatauarsenicyang 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 jugadonoryang siap melepaskan elektron.Semikonduktor jenis-njika bertemu pengotor dari golongan VA, electron sebagai pembawamayoritas. Ada electron donor yang dekat dengan pita konduksi (di bawah sedikit).b. Tipe-PKalau silikon diberi dopingBoron,GalliumatauIndium, 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 sebagaiakseptoryang siap menerima elektron. Dengan demikian, kekurangan elektron menyebabkan semikonduktor ini menjadi tipe-p.Semikonduktor jenis-pjika bertemu pengotor dari golongan IIIA, lubang sebagai pembawamayoritas. Ada lubang akseptor yang dekat (di atas sedikit) dari pita valensi.NOMOR 2

2. b NOMOR 3

Fungsi Fermi pada temperatur mutlak nol ditunjukkan pada gambar berikut. Ketika temperatur mutlak 0, suku memiliki dua nilai yang mungkin. (i) Untuk

dan(ii) Untuk

Maka fungsi Fermi dapat memiliki dua harga yakniUntuk

dan

untuk

Hal ini menunjukkan bahwa pada temperatur mutlak nol, peluang bahwa keadaan dengan energi terisi sama dengan satu, dengan kata lain semua keadaan terisi. Sebaliknya bahwa semua keadaan dengan energi kosong. Bentuk fungsi Fermi untuk temperatur mutlak nol ditunjukkan pada gambar berikut.

Sifat fungsi dapat dijelaskan secara sederhana sebagai berikut. Pada temperatur mutlak nol, fermion menduduki keadaan dengan energi yang paling rendah. Oleh karena hanya satu fermion yang dapat menduduki satu keadaan, maka keadaan dengan energi paling rendah semuanya terisi sampai semua fermion berada dalam tingkatan energi tersebut. Singkatnya dapat dikatakan bahwa tingkatan energi Fermi adalah tingkatan energi tertinggi yang diduduki oleh fermion pada temperatur mutlak nol, keadaan dengan tingkatan energi di atasnya tidak terisi.1. Semi konduktor Intrinsik (bahan semi konduktor murni)Jenis bahan semi konduktor intrinsik umumnya mempunyai valensi empat dan ikatan dalam kristalnya adalah ikatan kovalen, hal ini dapat dimengerti karena elektron valensi pada kulit terluar dipakai bersama-sama.Pada bahan semi konduktor intrinsik, hantaran listrik yang terjadi disebabkan oleh mengalirnya elektron karena panas. Apabila temperatur naik, maka akan terjadirandom thermissehingga akan ada elektron yang terbebas dari ikatan atomnya (elektron pada kulit terluarnya). Dengan terlepasnya elektron ini, maka terjadilah kekosongan elektron yang sering disebut hole. Hole ini mempunyai sifat seperti partikel-pertikel yang dapat menghantarkan arus listrik karena dapat berpindah-pindah, dan dianggap sebagai partikel yang bermuatan positif sebesar muatan elektron. Gerakanholeini menyebabkan gerakan elektron yang terikat.Sifat-sifat semi konduktor intrinsik:Jumlah elektron bebas sama dengan holeHantaran arus disebabkan oleh elektron bebas dan holeArah pergerakan hole sama dengan arah polaritas medan listrik E dan berlawanan arah dengan pergerakan elektronUmur rata-ratanya adalah antara 100-1000 detik atau lebih. Umur rata-rata dari sepasang elektron-hole (electron-hole pair) adalah jumlah waktu saat tertutupnya pasangan elektron-hole sampai bertemunya elektron bebas dengan hole. Adapun yang mengisi hole pada umumnya adalah elektron yang terikat dilapisan sebelah bawahnya.2.Semi konduktor Ekstrinsik (semi konduktor tidak murni)Jenis bahan semi konduktor ekstrinsik didapat dengan jalan mengadakan doping antara bahan semi konduktor intrinsik dengan bahan yang valensinya berada dibawah atau di atas bahan intrinsik tersebut. Atas dasar tersebut, dibedakan dua jenis semi konduktor ekstrinsik, yaitu :N-type semi konduktorP-type semi konduktorN-type semi konduktorApabila atom semi konduktor intrinsik yang bervalensi empat didoping dengan atom lain yang valensinya lebih tinggi (misalnya valensi 5), maka molekul bahan campuran tersebut akan mengalami kelebihan satu elektron, selanjutnya elektron ini merupakan elektron bebas (lihat gambar -3 diatas).Pendopingan dapat dilakukan melalui proses pemanasan, sehingga akan terjadi penyesuaian diri dari dua macam atom yang berbeda valensinya dalam membentuk suatu molekul/kristal. Atom yang menyebabkan terjadinya elektron bebas dalam satu susunan kristal atom disebut atomdonor, dan jenis bahan macam ini dinamakan N-type semi konduktor.Di dalam tubuh N-type semi konduktor dapat diperoleh dua pembawa muatan yaitu :1.Elektron sebagaimajority carrier2.Hole sebagaiminority carrierDengan adanya kelebihan elektron, maka akan memberikan level energi baru dimana elektron akan mudah ber-eksitasi ke pita valensi. Jadi pada N-type semi konduktor akan terjadi level energi baru yang disebutenergylevel donor(Ed), dimana pada level ini berisi penuh dengan elektron, sehingga apabila ada elektron berpindah ke pita valensi, maka elekatron ini akan meninggalkan muatan positif pada level donor. Akibatnya pada atom bervalensi 5 terkumpul muatan positifP-type semi konduktorApabila atom semi konduktor intrinsik yang bervalensi 4, didoping dengan atom yang bervalensi 3, maka pada pencampuran ini akan terjadi kekurangan elektron atau akan terdapat lubang (hole). Seperti halnya pada N-type semi konduktor, maka doping ini dilakukan dengan pemanasan, sehingga setiap atom dapat menyesuaikan dirinya dengan baik dan akan membentuk kristal.Dengan adanya hole (kekurangan elektron), maka hole ini akan menarik elektron dari atom yang berdekatan dan selanjutnya atom yang telah kehilangan elektron tersebut akan menjadi lubang. Dengan demikian maka hole dapat berganti-ganti, seakan-akan merupakan muatan listrik positif yang sedang bergerak.Atom yang menyebabkan timbulnya hole dalam susunan kristal disebut atomacceptor, dan jenis bahannya dinamakan P-type semi konduktor. Ada dua pembawa muatan pada P-type semi konduktor , yaitu:1.Hole sebagaimajority carrier2.Elektron sebagaiminority carrierDengan prinsipenergi level band, keterangan diatas dapat dijelaskan sebagai berikut:

Dengan adanya kekurangan elektron, maka akan memerlukan suatu energi baru dimana elektron yang terdapat pada pita valensi akan berpindah keenergy level bandyang baru tersebut. Level yang kosong tersebut dinamakanenergylevel acceptor(Ea).

_1479352751.unknown

_1479352755.unknown

_1479352757.unknown

_1479352759.unknown

_1479352760.unknown

_1479352758.unknown

_1479352756.unknown

_1479352753.unknown

_1479352754.unknown

_1479352752.unknown

_1479352749.unknown

_1479352750.unknown

_1479352748.unknown