S FIS 0807623 Table of content
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ......................................................................................... i
DAFTAR ISI ....................................................................................................... ii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ............................................................................................... vii
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .............................................................................. 3
1.3 Batasan Masalah ................................................................................. 4
1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................ 4
1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................. 4
BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1 Trasnsistor Sambungan Dwikutub ...................................................... 5
2.1.1
Struktur Transistor Sambungan Dwikutub ....................... 5
2.1.2
Karakteristik ..................................................................... 6
2.2 Transistor Dwikutub Sambungan Hetero Si/Si1-xGex/Si Anisotropik
............................................................................................................. 9
2.3 Perhitungan Transmitansi dan Rapat Arus Terobosan Dengan MMT
............................................................................................................. 11
2.3.1
Efek Terobosan Elektron .................................................. 11
2.3.2
Perhitungan Rapat Arus Terobosan Dengan MMT .......... 12
i
Indra Irawan, 2015
PERHITUNGAN ARUS TEROBOSAN PADA TRANSISTOR DWIKUTUB BERBASIS Si1-Xgex ANISOTROPIK
PADA MODE OPERASI AKTIF-MAJU DAN AKTIF-MUNDUR MENGGUNAKAN METODE MATRIKS
TRANSFER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Perhitungan Transmitansi Elektron .................................................... 19
3.2 Perhitungan Rapat Arus Terobosan .................................................... 22
3.3 Alur Penelitian ................................................................................... 23
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Mode Operasi Aktif Maju .................................................................. 29
4.1.1 Hasil Perhitungan Transmitansi Elektron Terhadap Energi
Datang ................................................................................... 29
4.1.2 Hasil Perhitungan Rapat Arus Terobosan ............................. 35
4.2 Mode Operasi Aktif Mundur .............................................................. 40
4.2.1
Hasil Perhitungan Transmitansi Elektron Terhadap Energi
Datang ................................................................................... 40
4.2.2
Hasil Perhitungan Rapat Arus Terobosan .............................. 42
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 46
5.2 Saran ................................................................................................... 46
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 48
LAMPIRAN
ii
Indra Irawan, 2015
PERHITUNGAN ARUS TEROBOSAN PADA TRANSISTOR DWIKUTUB BERBASIS Si1-Xgex ANISOTROPIK
PADA MODE OPERASI AKTIF-MAJU DAN AKTIF-MUNDUR MENGGUNAKAN METODE MATRIKS
TRANSFER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Struktur transistor dwikutub (a) n-p-n (b) p-n-p (c) Simbol skematis
n-p-n (d) Simbol skematis p-n-p (Sze. et al, 2007) ..................... 6
Gambar 2.2. Pemberian panjar mode operasi transistor sambungan dwikutub
(Zeghbroeck,2011) ....................................................................... 7
Gambar 2.3. Transistor dwikutub n-p-n pada mode aktif-maju (Sze. et al, 2007)
....................................................................................................... 8
Gambar 2.4. Transistor dwikutub n-p-n pada mode aktif mundur .................... 8
Gambar 2.5. Model diagram pita konduksi Si/Si1-xGex/Si struktur hetero jenis np-n untuk perhitungan numerik. (a) tanpa bias (b) bias mode aktif
maju. (Hasanah. et al, 2008) ......................................................... 10
Gambar 2.6. Bentuk potensial transistor dwikutub sambungan hetero Si/Si1xGex/Si
anisotropik jenis n-p-n mode aktif-maju yang dibagi N
bagian (Hasanah. et al, 2008) ....................................................... 15
iii
Indra Irawan, 2015
PERHITUNGAN ARUS TEROBOSAN PADA TRANSISTOR DWIKUTUB BERBASIS Si1-Xgex ANISOTROPIK
PADA MODE OPERASI AKTIF-MAJU DAN AKTIF-MUNDUR MENGGUNAKAN METODE MATRIKS
TRANSFER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Gambar 3.1. Bentuk potensial transistor dwikutub berbasis Si1-xGex anisotropik
jenis n-p-n mode aktif mundur yang dibagi n bagian ................... 20
Gambar 3.2 Bagan Alur Penelitian .................................................................. 25
Gambar 3.3a Flowchart perhitungan rapat arus terobosan mode aktif maju ..... 26
Gambar 3.3b Flowchart perhitungan rapat arus terobosan mode aktif mundur 27
Gambar 4.1 Bentuk potensial ideal transistor dwikutub berbasis Si0.5Ge0.5
anisotropik npn mode aktif maju yang dibagi menajdi 1226 bagian
....................................................................................................... 30
Gambar 4.2a Transmitansi elektron sebagai fungsi energi datang pada struktur
transistor dwikutub berbasis Si0.5Ge0.5 anisotropik npn dengan
ketebalan penghalang potensial 25 nm, VBE 0.1 V, VBC 0.1 V , tinggi
penghalang 216 mV. Massa efektif M1 ...................................... 31
Gambar 4.2b Transmitansi elektron sebagai fungsi energi datang pada struktur
transistor dwikutub berbasis Si0.5Ge0.5 anisotropik npn dengan
ketebalan penghalang potensial 25 nm, VBE 0.1 V, VBC 0.1 V , tinggi
penghalang 216 mV. Massa efektif M2 ...................................... 31
Gambar 4.3 Transmitansi elektron sebagai fungsi energi datang menggunakan
MMT pada kecepatan elektron 8.25 x 105 m/s untuk kedua massa
efektif elektron M1 dan M2 .......................................................... 33
Gambar 4.4a. Transmitansi elektron sebagai fungsi energi datang menggunakan
MMT dan analitik untuk massa efektif M1................................... 34
Gambar 4.4b Transmitansi elektron sebagai fungsi energi datang menggunakan
MMT dan analitik untuk massa efektif M2 ................................... 34
iv
Indra Irawan, 2015
PERHITUNGAN ARUS TEROBOSAN PADA TRANSISTOR DWIKUTUB BERBASIS Si1-Xgex ANISOTROPIK
PADA MODE OPERASI AKTIF-MAJU DAN AKTIF-MUNDUR MENGGUNAKAN METODE MATRIKS
TRANSFER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Gambar 4.5a Rapat Arus terobosan terhadap VBE untuk massa efektif elektron M1
menggunakan MMT ...................................................................... 36
Gambar 4.5b Rapat Arus terobosan terhadap VBE untuk massa efektif elektron M2
menggunakan MMT ...................................................................... 37
Gambar 4.6 Rapat Arus terobosan terhadap VBE pada kecepatan elektron 8.25 x
105 m/s untuk massa efektif M1 dan M2 menggunakan MMT .... 38
Gambar 4.7a Rapat Arus terobosan terhadap VBE
menggunakan MMT dan
analitik untuk massa efektif M1 .................................................... 39
Gambar 4.7b Rapat Arus terobosan terhadap VBE dengan metode analitik dan
MMT massa efektif M2 ................................................................ 40
Gambar 4.8 Bentuk potensial ideal transistor dwikutub berbasis Si0.5Ge0.5
anisotropik npn mode aktif mundur yang dibagi menajdi 1226
bagian ........................................................................................... 41
Gambar 4.9. Transmitansi elektron terhadap energi datang pada mode aktifmundur untuk kecepatan elektron 8.25 x 105 m/s massa efektif M1
dan M2 .......................................................................................... 42
Gambar 4.10a Rapat arus terobosan terhadap VBC pada mode aktif mundur untuk
kecepatan elektron 0 m/s dan 8.25 x 105 m/s massa efektif elektron
M1 ................................................................................................ 43
Gambar 4.10b Rapat arus terobosan terhadap VBC pada mode aktif mundur untuk
kecepatan elektron 0 m/s dan 8.25 x 105 m/s massa efektif elektron
M2 ................................................................................................ 44
v
Indra Irawan, 2015
PERHITUNGAN ARUS TEROBOSAN PADA TRANSISTOR DWIKUTUB BERBASIS Si1-Xgex ANISOTROPIK
PADA MODE OPERASI AKTIF-MAJU DAN AKTIF-MUNDUR MENGGUNAKAN METODE MATRIKS
TRANSFER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Gambar 4.11. Rapat arus terobosan terhadap VBE pada mode aktif-mundur untuk
kecepatan elektron 8.25 x 105 m/s massa efektif elektron M1 dan
M2 ................................................................................................. 45
vi
Indra Irawan, 2015
PERHITUNGAN ARUS TEROBOSAN PADA TRANSISTOR DWIKUTUB BERBASIS Si1-Xgex ANISOTROPIK
PADA MODE OPERASI AKTIF-MAJU DAN AKTIF-MUNDUR MENGGUNAKAN METODE MATRIKS
TRANSFER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Mode operasi transistor sambungan dwikutub .............................. 6
Tabel 4.1. Elemen tensor � Si (110) dan Si0.5Ge0.5 pada lembah 1............... 29
vii
Indra Irawan, 2015
PERHITUNGAN ARUS TEROBOSAN PADA TRANSISTOR DWIKUTUB BERBASIS Si1-Xgex ANISOTROPIK
PADA MODE OPERASI AKTIF-MAJU DAN AKTIF-MUNDUR MENGGUNAKAN METODE MATRIKS
TRANSFER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
KATA PENGANTAR ......................................................................................... i
DAFTAR ISI ....................................................................................................... ii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ............................................................................................... vii
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .............................................................................. 3
1.3 Batasan Masalah ................................................................................. 4
1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................ 4
1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................. 4
BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1 Trasnsistor Sambungan Dwikutub ...................................................... 5
2.1.1
Struktur Transistor Sambungan Dwikutub ....................... 5
2.1.2
Karakteristik ..................................................................... 6
2.2 Transistor Dwikutub Sambungan Hetero Si/Si1-xGex/Si Anisotropik
............................................................................................................. 9
2.3 Perhitungan Transmitansi dan Rapat Arus Terobosan Dengan MMT
............................................................................................................. 11
2.3.1
Efek Terobosan Elektron .................................................. 11
2.3.2
Perhitungan Rapat Arus Terobosan Dengan MMT .......... 12
i
Indra Irawan, 2015
PERHITUNGAN ARUS TEROBOSAN PADA TRANSISTOR DWIKUTUB BERBASIS Si1-Xgex ANISOTROPIK
PADA MODE OPERASI AKTIF-MAJU DAN AKTIF-MUNDUR MENGGUNAKAN METODE MATRIKS
TRANSFER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Perhitungan Transmitansi Elektron .................................................... 19
3.2 Perhitungan Rapat Arus Terobosan .................................................... 22
3.3 Alur Penelitian ................................................................................... 23
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Mode Operasi Aktif Maju .................................................................. 29
4.1.1 Hasil Perhitungan Transmitansi Elektron Terhadap Energi
Datang ................................................................................... 29
4.1.2 Hasil Perhitungan Rapat Arus Terobosan ............................. 35
4.2 Mode Operasi Aktif Mundur .............................................................. 40
4.2.1
Hasil Perhitungan Transmitansi Elektron Terhadap Energi
Datang ................................................................................... 40
4.2.2
Hasil Perhitungan Rapat Arus Terobosan .............................. 42
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 46
5.2 Saran ................................................................................................... 46
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 48
LAMPIRAN
ii
Indra Irawan, 2015
PERHITUNGAN ARUS TEROBOSAN PADA TRANSISTOR DWIKUTUB BERBASIS Si1-Xgex ANISOTROPIK
PADA MODE OPERASI AKTIF-MAJU DAN AKTIF-MUNDUR MENGGUNAKAN METODE MATRIKS
TRANSFER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Struktur transistor dwikutub (a) n-p-n (b) p-n-p (c) Simbol skematis
n-p-n (d) Simbol skematis p-n-p (Sze. et al, 2007) ..................... 6
Gambar 2.2. Pemberian panjar mode operasi transistor sambungan dwikutub
(Zeghbroeck,2011) ....................................................................... 7
Gambar 2.3. Transistor dwikutub n-p-n pada mode aktif-maju (Sze. et al, 2007)
....................................................................................................... 8
Gambar 2.4. Transistor dwikutub n-p-n pada mode aktif mundur .................... 8
Gambar 2.5. Model diagram pita konduksi Si/Si1-xGex/Si struktur hetero jenis np-n untuk perhitungan numerik. (a) tanpa bias (b) bias mode aktif
maju. (Hasanah. et al, 2008) ......................................................... 10
Gambar 2.6. Bentuk potensial transistor dwikutub sambungan hetero Si/Si1xGex/Si
anisotropik jenis n-p-n mode aktif-maju yang dibagi N
bagian (Hasanah. et al, 2008) ....................................................... 15
iii
Indra Irawan, 2015
PERHITUNGAN ARUS TEROBOSAN PADA TRANSISTOR DWIKUTUB BERBASIS Si1-Xgex ANISOTROPIK
PADA MODE OPERASI AKTIF-MAJU DAN AKTIF-MUNDUR MENGGUNAKAN METODE MATRIKS
TRANSFER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Gambar 3.1. Bentuk potensial transistor dwikutub berbasis Si1-xGex anisotropik
jenis n-p-n mode aktif mundur yang dibagi n bagian ................... 20
Gambar 3.2 Bagan Alur Penelitian .................................................................. 25
Gambar 3.3a Flowchart perhitungan rapat arus terobosan mode aktif maju ..... 26
Gambar 3.3b Flowchart perhitungan rapat arus terobosan mode aktif mundur 27
Gambar 4.1 Bentuk potensial ideal transistor dwikutub berbasis Si0.5Ge0.5
anisotropik npn mode aktif maju yang dibagi menajdi 1226 bagian
....................................................................................................... 30
Gambar 4.2a Transmitansi elektron sebagai fungsi energi datang pada struktur
transistor dwikutub berbasis Si0.5Ge0.5 anisotropik npn dengan
ketebalan penghalang potensial 25 nm, VBE 0.1 V, VBC 0.1 V , tinggi
penghalang 216 mV. Massa efektif M1 ...................................... 31
Gambar 4.2b Transmitansi elektron sebagai fungsi energi datang pada struktur
transistor dwikutub berbasis Si0.5Ge0.5 anisotropik npn dengan
ketebalan penghalang potensial 25 nm, VBE 0.1 V, VBC 0.1 V , tinggi
penghalang 216 mV. Massa efektif M2 ...................................... 31
Gambar 4.3 Transmitansi elektron sebagai fungsi energi datang menggunakan
MMT pada kecepatan elektron 8.25 x 105 m/s untuk kedua massa
efektif elektron M1 dan M2 .......................................................... 33
Gambar 4.4a. Transmitansi elektron sebagai fungsi energi datang menggunakan
MMT dan analitik untuk massa efektif M1................................... 34
Gambar 4.4b Transmitansi elektron sebagai fungsi energi datang menggunakan
MMT dan analitik untuk massa efektif M2 ................................... 34
iv
Indra Irawan, 2015
PERHITUNGAN ARUS TEROBOSAN PADA TRANSISTOR DWIKUTUB BERBASIS Si1-Xgex ANISOTROPIK
PADA MODE OPERASI AKTIF-MAJU DAN AKTIF-MUNDUR MENGGUNAKAN METODE MATRIKS
TRANSFER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Gambar 4.5a Rapat Arus terobosan terhadap VBE untuk massa efektif elektron M1
menggunakan MMT ...................................................................... 36
Gambar 4.5b Rapat Arus terobosan terhadap VBE untuk massa efektif elektron M2
menggunakan MMT ...................................................................... 37
Gambar 4.6 Rapat Arus terobosan terhadap VBE pada kecepatan elektron 8.25 x
105 m/s untuk massa efektif M1 dan M2 menggunakan MMT .... 38
Gambar 4.7a Rapat Arus terobosan terhadap VBE
menggunakan MMT dan
analitik untuk massa efektif M1 .................................................... 39
Gambar 4.7b Rapat Arus terobosan terhadap VBE dengan metode analitik dan
MMT massa efektif M2 ................................................................ 40
Gambar 4.8 Bentuk potensial ideal transistor dwikutub berbasis Si0.5Ge0.5
anisotropik npn mode aktif mundur yang dibagi menajdi 1226
bagian ........................................................................................... 41
Gambar 4.9. Transmitansi elektron terhadap energi datang pada mode aktifmundur untuk kecepatan elektron 8.25 x 105 m/s massa efektif M1
dan M2 .......................................................................................... 42
Gambar 4.10a Rapat arus terobosan terhadap VBC pada mode aktif mundur untuk
kecepatan elektron 0 m/s dan 8.25 x 105 m/s massa efektif elektron
M1 ................................................................................................ 43
Gambar 4.10b Rapat arus terobosan terhadap VBC pada mode aktif mundur untuk
kecepatan elektron 0 m/s dan 8.25 x 105 m/s massa efektif elektron
M2 ................................................................................................ 44
v
Indra Irawan, 2015
PERHITUNGAN ARUS TEROBOSAN PADA TRANSISTOR DWIKUTUB BERBASIS Si1-Xgex ANISOTROPIK
PADA MODE OPERASI AKTIF-MAJU DAN AKTIF-MUNDUR MENGGUNAKAN METODE MATRIKS
TRANSFER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Gambar 4.11. Rapat arus terobosan terhadap VBE pada mode aktif-mundur untuk
kecepatan elektron 8.25 x 105 m/s massa efektif elektron M1 dan
M2 ................................................................................................. 45
vi
Indra Irawan, 2015
PERHITUNGAN ARUS TEROBOSAN PADA TRANSISTOR DWIKUTUB BERBASIS Si1-Xgex ANISOTROPIK
PADA MODE OPERASI AKTIF-MAJU DAN AKTIF-MUNDUR MENGGUNAKAN METODE MATRIKS
TRANSFER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Mode operasi transistor sambungan dwikutub .............................. 6
Tabel 4.1. Elemen tensor � Si (110) dan Si0.5Ge0.5 pada lembah 1............... 29
vii
Indra Irawan, 2015
PERHITUNGAN ARUS TEROBOSAN PADA TRANSISTOR DWIKUTUB BERBASIS Si1-Xgex ANISOTROPIK
PADA MODE OPERASI AKTIF-MAJU DAN AKTIF-MUNDUR MENGGUNAKAN METODE MATRIKS
TRANSFER
Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu