semikonduktor dan penerapannya dalam kehidupan sehari hari

7/25/2019 Semikonduktor Dan Penerapannya Dalam Kehidupan Sehari hari

1/18

TUGAS MAKALAH

FISIKA ZAT PADAT

APLIKASI BAHAN SEMIKONDUKTOR

DISUSUN OLEH :

KELOMPOK :1

N A M A : IINAULIA

EKA PUSPA CAHYA.N.

SISKA CEMULIA

HESTY MUHANNAH

UMMU HANNY

WINA NURITA

TARI

NOVIA MAYANG SARI

NURAINI

DEBY CLAUDIA .M.

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JAMBI

2015


2/18


3/18

BAB II

PEMBAHASAN

A. PENERTIAN SEMIKNDUKTR

Sem!k"n#ukt"radalah logam yang terbuat dari unsur kimia dan

memiliki kondukti+itas listrik rendah yang bergantung pada suhu.alaupun memiliki kondukti+itas listrik yang rendah, namun

semikonduktor ini merupakan jenis penghantar listrik dan penghantar

kalor yang baik. %da dua jenis semikonduktor, yaitu semikonduktor

intrinsik dan semikonduktor ekstrinsik. ontohnya diantaranya Silikon,

ermanium, dan unsur-unsur yang berada pada golongan /0 %.

Teknik pengukuran energi celah dalam semikonduktor dapat

dilakukan dengan dua cara, yaitu teknik penyerapan langsung dan teknik

penyerapan tak langsung.

$. Tekn!k Pen$era%an Langsung# *ada teknik ini, semikonduktor

dijatuhi oton monokromatik dengan energy mulai dari yang terkecil

hingga yang terbesar sedemikian rupa sehingga terjadi penyerapan

oton oleh semikonduktor dan menghasilkan partikel berupa oton.

'. Tekn!k Pen$era%an Tak Langsung# *ada teknik ini, prinsipnya

sama dengan teknik penyerapan langsung, namun menghasilkan 1

partikel, yaitu elektron konduksi, hole, dan onon.

Dalam semikonduktor akan dihasilkan salah satu partikel yangbernama hole. Hole ini dianggap sebagai partikel yang bermuatan positif

dengan alasan#

2umlah energi +ektor gelombang elektron dalam pita +alensi yang

terisi penuh elektron adalah nol.

3nergi hole di pita +alensi sama besar dan berlawanan tanda

dengan energi elektron di pita konduksi.

Kecepatan grup hole sama dengan kecepatan grup elektron.


4/18

!assa eekti hole sama besar dan berlawanan tanda dengan massa

eekti elektron.

*ersamaan gerak untuk hole berlawanan tanda dengan persamaan

gerak elektron.

B. PENERAPAN SEMIKNDUKTR DALAM KEHIDUPAN SEHARI&HARI

'. Trans!st"rTrans!st"radalah alat semikonduktoryang dipakai sebagai

penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung 4switching5,

stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai ungsi lainnya.

Transistor dapat berungsi semacam kran listrik, dimana

berdasarkan arus inputnya 4"2T5 atau tegangan inputnya 4(3T5,

memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit

sumber listriknya. Transistor pertama kali ditemukan pada tahun

$678 oleh illiam Shockley, 2ohn "arden dan ., "rattain. Tetapi,

komponen ini mulai digunakan pada tahun $698. 2enis Transistor

terbagi menjadi ', yaitu transistor tipe *-:-* dan transistor :-*-:.

*ada umumnya, transistor memiliki 1 terminal, yaitu "asis 4"5,

3mitor 435 dan Kolektor 45. Tegangan yang di satu terminalnya

misalnya 3mitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan

yang lebih besar daripada arus input "asis, yaitu pada keluaran

tegangan dan arus output Kolektor.

ara Kerja Transistor hampir sama dengan resistoryangmempunyai tipe dasar modern. Tipe dasar modern terbagi menjadi
http://id.wikipedia.org/wiki/Alat_semikonduktorhttp://komponenelektronika.biz/resistorhttp://komponenelektronika.biz/resistorhttp://id.wikipedia.org/wiki/Alat_semikonduktor


5/18

', yaitu "ipolar 2unction Transistor atau biasa di singkat "2T dan (ield

3;ect Transistor atau (3T. "2T dapat bekerja bedasarkan arus

inputnya, sedangkan (3T bekerja berdasarkan tegangan inputnya.

Dalam dunia elektronika modern, transistor merupakan

komponen yang sangat penting terutama dalam rangkaian analog

karena ungsinya sebagai penguat.


6/18

pada dioda mendapat tegangan positi dan katoda pada dioda

mendapat tegangan negati. Sebaliknya jika diberi bias mundur

4re+erse5, diode tidak mengalirkan arus karena mempunyai

resistansi tinggi. %gara lebih jelas lihatlah gambar grafk

karakteristik dioda dibawah ini

Karakteristik Dioda

S!)at D!"#a*ada kenyataanya dioda akan konduksi jika diberi tegangan maju

>,? +olt 4silicon5 dan >,1 +olt 4germanium5. Setelah mencapai

tegangan ini seketika kenaikan tegangan akan diikuti kenaikan

arus artinya setelah dioda terkonduksi, dioda mempunyai

resistansi yang kecil. *ada saat diberi bias mundur akan

4resistansi bias mundur belum tentu besar5, hal ini dipengaruhi

oleh perubahan temperatur yang diikuti oleh kenaikan arus bocor

4semakin besar temperature akan semakin besar arus bocornya5 *en!s& jen!s D!"#a

Simbol berbagai jenis dioda

D/@D% D/@D% )3:3< A3D D/@D% (@T@

D/@D%

T3


7/18

Dioda yang sering disingkat A3D ini merupakan salah satu piranti

elektronik yang menggabungkan dua unsur yaitu optik dan

elektronik yang disebut juga sebagai @pteolotronic.dengan masing-

masing elektrodanya berupa anoda 4C5 dan katroda 4-5, dioda jenis

ini dikategorikan berdasarkan arah bias dan diameter cahaya yang

dihasilkan, dan warna nya.

-. D!"#e Ph"t" +D!"#a Caha$a,

Dioda jenis ini merupakan dioda yang peka terhadap cahaya, yangbekerja pada pada daerah-daerah re+erse tertentu sehingga arus

cahaya tertentu saja yang dapat melewatinya, dioda ini biasa

dibuat dengan menggunakan bahan dasar silikon dan geranium.

Dioda cahaya saat ini banyak digunakan untuk alarm, pita data

berlubang yang berguna sebagai sensor, dan alat pengukur cahaya

4Au= !eter5.

. D!"#e /arat"r +D!"#a Ka%as!tas,


8/18

Dioda jenis ini merupakan dioda yang unik, karena dioda ini

memiliki kapasitas yang dapat berubah-ubah sesuai dengan besar

kecilnya tegangan yang diberikan kepada dioda ini, contohnya jika

tegangan yang diberikan besar, maka kapasitasnya akan

menurun,berbanding terbalik jika diberikan tegangan yang rendahakan semakin besar kapasitasnya, pembiasan dioda ini secara

re+erse. Dioda jenis ini banyak digunakan sebagai pengaturan

suara pada tele+isi, dan pesawat penerima radio.

#. D!"#e Ret!0er +D!"#a Pen$earah,

Dioda jenis ini merupakan dioda penyearah arus atau tegangan

yang diberikan, contohnya seperti arus berlawanan 4%5

disearahkan sehingga menghasilkan arus searah 4D5. Dioda jenis

ini memiliki karakteristik yang berbeda-beda sesuai dengankapasitas tegangan yang dimiliki.

e. D!"#e 1ener

Dioda jenis ini merupakan dioda yang memiliki kegunaan sebagai

penyelaras tegangan baik yang diterima maupun yang dikeluarkan,

sesuai dengan kapasitas dari dioda tersebut, contohnya jika dioda

tersebut memiliki kapasitas 9,$ 0, maka jika tegangan yang

diterima lebih besar dari kapasitasnya, maka tegangan yang

dihasilkan akan tetap 9,$ tetapi jika tegangan yang diterima lebih

kecil dari kapasitasnya yaitu 9,$, dioda ini tetap mengeluarkan

tegangan sesuai dengan inputnya.


9/18

). D!"#a Sh"ttk$ +SCR,DIDA SCRsingkatan dari Silicon ontrol


10/18

Sel surya atau juga sering disebut oto+oltaik adalah di+ais

yang mampu mengkon+ersi langsung cahaya matahari menjadi

listrik. Sel surya bisa disebut sebagai pemeran utama untuk

memaksimalkan potensi sangat besar energi cahaya matahari yang

sampai kebumi, walaupun selain dipergunakan untuk menghasilkan

listrik, energi dari matahari juga bisa dimaksimalkan energi

panasnya melalui sistem solar thermal.

Sel surya dapat dianalogikan sebagai di+ais dengan dua

terminal atau sambungan, dimana saat kondisi gelap atau tidak

cukup cahaya berungsi seperti dioda, dan saat disinari dengan

cahaya matahari dapat menghasilkan tegangan. Ketika disinari,

umumnya satu sel surya komersial menghasilkan tegangan dc

sebesar >,9 sampai $ +olt, dan arus short-circuit dalam skala

milliampere per cm'. "esar tegangan dan arus ini tidak cukup untukberbagai aplikasi, sehingga umumnya sejumlah sel surya disusun

secara seri membentuk modul surya. Satu modul surya biasanya

terdiri dari '8-1 sel surya, dan total menghasilkan tegangan dc

sebesar $' 0 dalam kondisi penyinaran standar 4%ir !ass $.95.

!odul surya tersebut bisa digabungkan secara paralel atau seri

untuk memperbesar total tegangan dan arus outputnya sesuai

dengan daya yang dibutuhkan untuk aplikasi tertentu. ambar

dibawah menunjukan ilustrasi dari modul su


11/18

Modul surya biasanya terdiri dari 2!"6 sel surya yang

dirangkai seri untuk memperbesar total daya output. #Gambar $%&he

'hysics of (olar )ell%, *enny +elson

Struktur Sel Sur$a

Sesuai dengan perkembangan sainsEteknologi, jenis-jenis teknologi

sel surya pun berkembang dengan berbagai ino+asi. %da yang

disebut sel surya generasi satu, dua, tiga dan empat, dengan

struktur atau bagian-bagian penyusun sel yang berbeda pula 42enis-

jenis teknologi surya akan dibahas di tulisan FSel Surya # 2enis-jenis

teknologiG5. Dalam tulisan ini akan dibahas struktur dan cara kerja

dari sel surya yang umum berada dipasaran saat ini yaitu sel surya

berbasis material silikon yang juga secara umum mencakup struktur

dan cara kerja sel surya generasi pertama 4sel surya silikon5 dan

kedua 4thin flmHlapisan tipis5.

(tr

uktur dari sel surya komersial yang menggunakan material silikon

sebagai semikonduktor. #Gambar$Ho-(tu/orks

ambar diatas menunjukan ilustrasi sel surya dan juga bagian-

bagiannya. Secara umum terdiri dari #

'. SubstratH!etal backingSubstrat adalah material yang menopang seluruh komponen sel

surya. !aterial substrat juga harus mempunyai konduktiftas

listrik yang baik karena juga berungsi sebagai kontak terminal

positi sel surya, sehinga umumnya digunakan material metal

atau logam seperti aluminium atau molybdenum. Intuk sel surya

dye-sensitiJed 4DSS5 dan sel surya organik, substrat juga

berungsi sebagai tempat masuknya cahaya sehingga materialyang digunakan yaitu material yang kondukti tapi juga


12/18

transparan sepertii ndium tin o=ide 4/T@5 dan ourine doped tin

o=ide 4([email protected]. !aterial semikonduktor

!aterial semikonduktor merupakan bagian inti dari sel surya yang

biasanya mempunyai tebal sampai beberapa ratus mikrometer

untuk sel surya generasi pertama 4silikon5, dan $-1 mikrometer

untuk sel surya lapisan tipis. !aterial semikonduktor inilah yang

berungsi menyerap cahaya dari sinar matahari. Intuk kasus

gambar diatas, semikonduktor yang digunakan adalah material

silikon, yang umum diaplikasikan di industri elektronik. Sedangkan

untuk sel surya lapisan tipis, material semikonduktor yang umum

digunakan dan telah masuk pasaran yaitu contohnya material

u4/n,a54S,Se5' 4/S5, dTe 4kadmium telluride5, dan amorphous

silikon, disamping material-material semikonduktor potensial lain

yang dalam sedang dalam penelitian intensiseperti u')nSn4S,Se57 4)TS5 dan u'@ 4copper o=ide5."agian semikonduktor tersebut terdiri dari junction atau

gabungan dari dua material semikonduktor yaitu semikonduktor

tipe-p 4material-material yang disebutkan diatas5 dan tipe-n

4silikon tipe-n, dS,dll5 yang membentuk p-n junction. *-n

junction ini menjadi kunci dari prinsip kerja sel surya. *engertian

semikonduktor tipe-p, tipe-n, dan juga prinsip p-n junction dan sel

surya akan dibahas dibagian Fcara kerja sel suryaG.

7. Kontak metal H contact gridSelain substrat sebagai kontak positi, diatas sebagian material

semikonduktor biasanya dilapiskan material metal atau material

kondukti transparan sebagai kontak negati.9. Aapisan antireekti


13/18

mempunyai kelebihan elektron 4muatan negati5 sedangkan

semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole 4muatan positi5

dalam struktur atomnya. Kondisi kelebihan elektron dan hole

tersebut bisa terjadi dengan mendoping material dengan atom

dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon tipe-p,silikon didoping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan

material silikon tipe-n, silikon didoping oleh atom osor. /lustrasi

dibawah menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n.

*unction antara semikonduktor tipe!p #kelebihan hole dan tipe!n

#kelebihan elektron. #Gambar $ eere.energy.go0

*eran dari p-n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik

sehingga elektron 4dan hole5 bisa diekstrak oleh material kontak

untuk menghasilkan listrik. Ketika semikonduktor tipe-p dan tipe-n

terkontak, maka kelebihan elektron akan bergerak dari

semikonduktor tipe-n ke tipe-p sehingga membentuk kutub positi

pada semikonduktor tipe-n, dan sebaliknya kutub negati pada

semikonduktor tipe-p. %kibat dari aliran elektron dan hole ini maka

terbentuk medan listrik yang mana ketika cahaya matahari

mengenai susuna p-n junction ini maka akan mendorong elektron

bergerak dari semikonduktor menuju kontak negati, yangselanjutnya dimanaatkan sebagai listrik, dan sebaliknya hole

bergerak menuju kontak positi menunggu elektron datang, seperti

diilustrasikan pada gambar dibawah.


14/18

1lustrasi cara kerja sel surya dengan prinsip p!n junction.

#Gambar $ sun!nrg.org

De3nisi dari istilah!istilah teknis diartikel ini bisa ditemukan di menu

4Daftar istilah!istilah%

4.M!kr"%r"ses"r

!ikroprosesor adalah sebuah / 4/ntegrated ircuit5 yang digunakan

sebagai otakHpengolah utama dalam sebuah sistem computer.

!ikroprosesor merupakan hasil dari pertumbuhan semikonduktor.

*ertama kali !/kroprosesor dikenalkan pada tahun $6?$ oleh /ntel

orp, yaitu !ikroprosesor /ntel 7>>7 yang mempunyai arsitektur 7 bit.

Dengan penambahan beberapa peripheral 4memori, piranti /H@, dsb5!ikroprosesor 7>>7 di ubah menjadi komputer kecil oleh intel.

Kemudian mikroprosesor ini di kembangkan lagi menjadi 8>8>

4berasitektur 8bit5, 8>89, dan kemudian 8>8 4berasitektur $bit5. Dilain

pihak perusahaan semikonduktor laen juga memperkenalkan dan

mengembangkan mikroprosesor antara lain !otorola dengan !8>>, dan

)ilog dengan )8>nya.

!ikroprosesor /ntel yang berasitektur $ bit ini kebanyakan di akhiri

oleh angka 8, akan tetapi karena nomor tidak dapat digunakan untukmerek dagang mereka menggantinya dengan nama pentium untuk merek


15/18

dagang !ikroprosesor generasi kelima mereka. %rsitektur ini telah dua

kali diperluas untuk mengakomodasi ukuran word yang lebih besar.

5. Therm!st"r

Sebuah thermistor dibuat dari bahan semikonduktor. Komponen ini

dapat dibuat dalam bentuk piringan, batangan, atau butiran. Thermistor

butiran dapat memiliki ukuran diameter yang hanya beberapa milimeter.

*ada beberapa thermistor butiran, butir semikonduktor dibungkus oleh

sebuah kapsu kaca.

Karena ukuran kaca yang sangat kecil, thermistor butiran dapat

memberikan reaksi yang sangat cepat terhadap perubahan suhu.

Thermistor memiliki dua buah kaki terminal. Sebagian besar thermistor

memiliki tahanan yang nilainya akan semakin mengecil dengan

bertambahnya suhu. Thermistor jenis ini disebut sebagai thermistor

koefsien suhu negatif (negative temperature coecient)atauthermistor nt.Thermistor-thermistordengan koeesien suhu yang

positi (positive temperature cocient5 4ptc5 juga tersedia di pasaran,

namun lebih jarang digunakan.

Thermistor digunakan di dalam rangkaian-rangkaian pengukur suhu

atau yang memberikan tanggapan-tanggapan tertentu terhadap

perubahan suhu. Kompenen ini juga dapat digunakan dalam yang akan

mengalami gangguan-gangguan, atau bahkan kerusakan, akibat

perubahan suhu. Thermistor secara otomatis akan bekerja untukmenetralkan eek perubahan suhu.


16/18

BAB III

PENUTUP

A. KESIMPULAN%plikasi dari bahan semikonduktor dalam kehidupan sehari- hari

antara lain #$. Transistor

Trans!st"radalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai

penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung 4switching5,stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai ungsi lainnya.

2enis transistor terbagi ', yaitu :*: dan *:*.%plikasi dari transistor itu sendiri yaitu %mplifer, saklar, pengeras

suara, dll.'. Dioda

Dioda semi konduktor adalah peralatan elektronika yang terdiri dari

pertemuan semi konduktor tipe * dan tipe :. 3lektroda yang

dihubungkan dengan tipe * disebut %noda, sedangkan yang

dihubungkan dengan tipe : adalah katoda.

*rinsip Kerja DiodaDioda akan mengalirkan arus maju 4konduksi5 jika diberi bias maju

4orward5, sebaliknya jika diberi bias mundur 4re+erse5, diode tidak

mengalirkan arus karena mempunyai resistansi tinggi.

2enis-jenis dioda$. Dioda biasa'. Dioda )ener1. A3D7. Dioda (oto9. Dioda Terobosan

. Dioda 0araktor?. Dioda Schottky8. S

semikonduktor dan penerapannya dalam kehidupan sehari hari

Documents