ELEKTRONIKA DASAR ( TEORI DIODA)

Struktur atom merupakan satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom mengandung campuran proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral. Elektron-elektron pada sebuah atom terakhir terikat pada inti atom oleh gaya elktromagnetik.

Pada tahun 1913, Niels Bohr mengemukakan pendapatnya bahwa elektron bergerak mengelilingi inti atom pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit atom.

Macam atom yang kita kenal adalah atom Silikon dan atom Gemanium.

JARI-JARI ORBITAL

Elektron dapat bergerak dalam orbit dengan jari-jari yang berbeda sesuai dengan kecepatan yang dimiliki.

Contoh :

Orbit terkecil dalam atom hidrogen mempunyai jari-jari:

r1 = 0,53

Orbit berikutnya yang diijinkan mempunyai jari-jari:

r2 = 2,12

Elektron tidak akan tetap berada pada orbit yang stabil jika jari-jarinya terletak antara r1 dan r2.

IKATAN KOVALEN

Jika energi dari luar mengangkat elektron valensi ke level energi yang lebih tinggi (orbiit lebih besar) maka elektron yamg keluar akan meninggalkan kekosongan dalam orbit terluar dan membentuk hole Atom silikonmemiliki 4 elelktron dalamorbil valensinya, maka tiap atom silikon akan mengikat dirinya antara 4 atom silikon lainnya. Masing-masing atom tetngga membagi elektron denngan atom pusat sehingga atom pusat mengambil 4 elektron dan membentuk 8 elektron dalam orbit valensinya.

Ikatan tersebut membentuk suatu ikatan yang disebut ikatan kovalen.

PITA ENERGI

Ketika atom membentuk kristal, orbit elektorn bukan hanya dipengaruhi oleh muatan dalam atomnya sendiri tapi juga oleh inti dan elektron atom lain dalam kristal. Setiap orbit elektron membentuk pita energi sendiri. Orbit pertamma membentuk pita pertama, orbit kedua membentuk pita kedua, dan seterusnya.

NILAI MUTLAK

Pada suhu nol mutlak elektron tidak dapatbergerak melaui kristal, semua elektron dipegang kuat oleh atom-atom silikon. Elektron orbit terdalam terkubur didalam atom, sedangkan elektron orbit terluar merupakan bagian dari ikatan kovalen dan tidak dapat putus tanpa menerima enrgi dari luar. oleh sebab itu pada suhu nol mutlak,kristal silikon berlaku seperti isolator yang sempurna.

KONDISI DALAM KRISTAL

Orbit-orbit dalam pita konduksi sangat besar sehingga penarikan inti diabaikan. jika elektron dapat diangkat ke pita konduksi maka elektron tersebut dapat bergerak bebas dan elektron-elektron yang berada dipita konduksi sering kali disebut dengan elektron bebas.

DIATAS NOL MUTLAK

Dengan menaikkan suhudi atas nol mutlak akan menyebabkan terputusnya beberapa ikatan kovalen. Energi panas akan memukul elektron pada pita konduksi sehingga kita mendapatkan elektron padappita konduksi dalam jumlahterbatas yang dilambangkan oleh tanda negatif.

Diatas nol mutlak, penggambaran pita energi sepeprti pada gambar diatas, dimana energi panas telah mengangkat beberapa elektron kedalam pita konduksi. Mereka bergerak dalam orbit dengan jari-jari yang lebih besar darisebelumnya. Setiap kali elektron menembus ke dalam pita konduksi,dihasilkan hole dalam pita valensi.

ARUS HOLE

dengan perubahan energi sedikit maka elektron valensi pada A akan berpindah menuju hole yang mengakibatkan akan muncul hole baru pada posisi A.Hole baru ini akan menarik elektron valensi pada B, ketika elektron valensi begerakdari B ke A maka hole pun bergerak dari A ke B pergerakan elektron valensi ini akan kontinu sepanjang jalan yang ditujukan oleh tanda panas sedangkan hole bergerak kearah yang berlawanan.

REKOMBINASI

*Penggabungan antara elektron pita konduksi dan hole disebut rekomendasi. Jika terjadi rekomendasimaka hole tidak bergerak kemana mana tetapi lenyap.

*Rekomendasi terjadi secara kontinu pada semikonduktor dan energi panas yang datang terus menerus menghasilkan pasangan elektron dan hole baru.

*umur hodup waktu rata rata antara tercipta dan hilangnya pasangan elektron_hole

DOPING DAN JENIS SEMIKONDUKTOR

Doping berarti penambahan atom atom impuritas pada kristal untuk menambah jumlah elektron bebas maupun hole. Kristal yang sudah didoping disebut semi konduktor ekstrinsik.

Jenis Semikonduktor :

a. Semikonduktor type N

Disebut type N karena jumlah elektron N lebih banyak dari hole

b. Semikonduktor type P

Disebut type P karena jumlah elektron P lenih banyak dari hole

Komentar