18 intrinsik timbulnya konduksi pada bahan-bahan tersebut disebabkan oleh
proses intrinsik dari bahan dan tanpa adanya pengaruh bahan tambahan. Cara lain untuk mengubah Ge dan Si dari bahan semikonduktor
adalah dengan mengotori bahan tersebut. Misalnya dengan bahan As Arsenikum atau B Boron. Bahan pengotor dari luar tersebut disuntikan
ke Si dan Ge. Proses penyuntikan bahan-bahan tersebut dengan cara doping
. Penambahan ini dimaksudkan untuk meningkatkan nilai konduktivitasnya.
Dari hasil pengotoran atau doping ini akan diperoleh bahan semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Bahan semikonduktor yang ditambahkan
As akan menjadi semikonduktor tipe-n dan yang mendapatkan tambahan jenis B akan menjadi semikonduktor tipe-p.
Tabel 4. Energi Ionisasi Bahan Pengotor
Si eV Ge eV
Jenis -N Phospor
0,044 0,012
Arsen 0,049
0,013 Antinom
0,039 0,010
Jenis P Boron
0,045 0,010
Almumunium 0,057
0,010 Galium
0,065 0,011
Indium 0,16
0,011 blog.umy.ac.id
a. Semikonduktor Intrinsik
Semikonduktor intrinsik
merupakan suatu
bahan semikonduktor dalam bentuk yang sangat murni, dengan sifat-sifat
kelistrikanya ditentukan oleh sifat-sifat asli yang melekat pada unsur sendiri Nyoman Suwitra, 1989: 222. Banyaknya hole di pita valensi
sama banyaknya dengan jumlah elektron pada pita konduksi. Gerakan
19 termal terus-menerus menghasilkan pasangan elektron-hole yang baru.
Sementara pasangan elektron-hole yang lain menghilang sebagai akibat proses rekombinasi. Konsentrasi rapat hole p harus sama
dengan konsentrasi rapat n, sehingga:
9 dengan
disebut konsentrasi atau rapat intrinsik. Energi Fermi
pada semikonduktor intrinsik terletak antara pita konduksi dan pita valensi yang besarnya yaitu:
10 Dengan
adalah energi pada pita konduksi, dan merupakan
energi pada pita valensi. Pada suhu yang rendah yakni 0 Kelvin, pita valensi terisi penuh
oleh elektron-elektron yang saling berikatan membentuk ikatan kovalen. Sedangkan pada pita konduksi dalam keadaan kosong tidak
terisi elektron, ini menandakan bahwa pada suhu 0 Kelvin tidak ada hantaran listrik. Kedua pita tersebut dipisahkan oleh energi gap. Bila
mendapatkan energi yang cukup, elektron dari pita valensi akan tereksitasi ke pita konduksi. Dan meningglkan kekosongan elektron
pada pita valensi atau bisa disebut lubang hole. Mekanisme pembentukan semikonduktor intrinsik ini sehingga salah satu elektron
valensi akan berpindah ke pita konduksi. Tempat yang ditinggalkan oleh pita valensi ini akan membentuk hole. Pasangan hole dan elektron
ini menjadi pembawa muatan dalam semikonduktor intrinsik. Proses ini diperlihatkan pada Gambar 5.
20 Gambar 5. Kondisi Semikonduktor Intrinsik
Indra, 2012 Berikut merupakan ciri-ciri dari semikonduktor intrinsik:
1. Jumlah elektron pada pita konduksi sama dengan jumlah hole pada pita valensi.
2. Energi Fermi terletak di tengah-tengah energi gap. 3. Elektron memberikan sumbangan besar terhadap arus, namun hole
juga berperan penting. 4. Ada satu atom diantara
atom yang memberikan sumbangan terhadap hantaran listrik Suwitra, 1989: 222-227.
Contoh bahan semikonduktor intrinsik adalah Si dan Ge, dengan atom-atomnya mempunyai empat elektron valensi sehingga
dinamakan tetravalent dan membentuk kristal tetrahedral melalui ikatan kovalennya dengan atom-atom tetangga terdekat.
b. Semikonduktor Ekstrinsik
