2.2 Silikon Tipe-p
Sebuah atom silikon memiliki empat elektron pada kulit valensinya. Ketika atom-
atom silikon bergabung membentuk suatu kristal padat, setiap atom menempatkan dirinya
di antara empat silikon lainnya sehingga kulit valensi tiap-tiap atom saling berimpitan.
Elektron-elektron ini yang akan digunakan bersama untuk membentuk ikatan kovalen.
Dalam keadaan murni, silikon merupakan sebuah
isolator karena
ikatan kovalen
mengikat dengan kuat semua elektronnya sehingga tidak menyisakan elektron bebas
untuk mengalirkan arus.
17
Silikon tipe-p dibuat dari silikon murni yang diberikan atom pengotor dari unsur
berbeda yang memiliki tiga elektron pada kulit valensinya.
Penambahan atom
pengotor tersebut mengakibatkan timbulnya sejumlah
ruang kosong yang dapat dimuati elektron, ruang ini disebut hole. Hole yang terbentuk
akan digunakan sebagai pembawa muatan serta dapat digerakan di dalam susunan atom-
atom dengan menerapkan beda potensial pada bahan ini.
17
2.3 Transistor
Pada tahun 1951, William Schockley menemukan transistor sambungan pertama,
komponen semikonduktor
yang dapat
menguatkan sinyal elektronik seperti sinyal radio dan televisi. Kumpulan transistor telah
banyak menghasilkan berbagai rangkaian semikonduktor lain, seperti rangkaian terpadu
IC, suatu komponen kecil yang mengandung ribuan transistor miniatur.
12
Ada dua jenis transistor yaitu transistor sambungan
bipolar bipolar
junction transistor, BJT dan transistor efek medan
field effect
transistor, FET,
yang karakteristik
kerja dan
konsrtuksinya berbeda.
16
Transistor efek medan FET adalah piranti terkendali tegangan, yang berarti
karakteristik keluaran dikendalikan oleh tegangan masukan.
Pada dasarnya terdapat dua jenis transistor efek medan yaitu transistor efek medan tipe-
junction JFET dan transistor efek medan tipe MOS MOSFET. Field effect transistor FET
merupakan salah satu bentuk dari MOSFET.
Konfigurasi FET biasanya dibuat dengan menggunakan teknik deposisi lapisan seperti
evaporation, sputtering, chemical vapor deposition, dan spin-coating. FET terdiri atas
tiga terminal, yaitu pengisian konduksi antara dua terminal, source dan drain, dikendalikan
oleh modulasi potensial listrik dari terminal ketiga yaitu gate.
16
FET berbasis zinc oxide telah banyak dipelajari untuk berbagai aplikasi dalam
perangkat fotodetektor, biosensor, dan flat panel display. Dalam pembuatan FET kualitas
tiap lapisan sangat penting untuk menunjukkan kerja dari FET. FET memiliki 3 lapisan yaitu
lapisan substrat, lapisan insulator dan lapisan aktif zinc oxide.
Lapisan subtrat menjadi kontak gate, yaitu sebagai pengatur arus source-drain. Kontak
gate diberi tegangan V
GS
menimbulkan peningkatan
arus source-drain
secara eksponensial,
dimana daerah
linier mendefinisikan
nilai tegangan
ambang. Lapisan insulator berfungsi untuk mereduksi
arus source-drain, sedangkan lapisan ZnO menjadi sebagai bahan aktif yang sensitif.
Prinsip kerja FET yaitu dengan mengontrol distribusi
pembawa muatan
dalam semikonduktor dengan menggunakan medan
listrik-dalam. Jika bahan aktif yang digunakan tipe-n, dengan memberikan tegangan positif
pada gerbang gate akan menghasilkan akumulasi muatan negatif pada lapisan aktif di
sekitar permukaan dielektrik. Ketika muatan pembawa
sudah cukup
terakumulasi, konduktivitas
daerah akumulasi
muatan meningkat
secara drastis,
akibatnya meningkatkan arus antara drain dan source.
15
2.4 Semikonduktor Zinc Oxide ZnO
Kategori