ELEKTRONIKA FAJAR GUMILANG, MT UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH TANGERANG PERTEMUAN 1 - KONTRAK PERKULIAHAN DAN PEMAPARAN RPS - PENGENALAN BAHAN SEMIKONDUKTOR KONTRAK PERKULIAHAN KEHADIRAN = 10% TUGAS = 20% QUIZ = 10% EVALUASI TENGAH SEMESTER = 30% EVALUASI AKHIR SEMESTER = 30% PEMAPARAN RPS PERTEMUAN 1 - 8 PERTEMUAN 1 - PERTEMUAN 2 - PN JUNCTION ( DIODA ), KARAKTERISTIK I-V, RANGKAIAN APLIKASI DIODA SEDERHANA PERTEMUAN 3 - RANGKAIAN APLIKASI DIODA – PENYEARAH, PENGALI TEGANGAN, LIMITER DAN CLAMPER PERTEMUAN 4 PERTEMUAN 5 - STRUKTUR FISIK, OPERASI DAN KARAKTERISITK I-V BIPOLAR JUCTION TRANSISTOR ( BJT ) PERTEMUAN 6 - RANGKAIAN-RANGKAIAN PRA TEGANGAN BJT PERTEMUAN 7 - RANGKAIAN PENGUAT SINYA KECIL BJT TUNGGAL PERTEMUAN 8 - ETS ( EVALUASI TENGAH SEMESTER ) - KONTRAK PERKULIAN DAN PENGENALAN SEMIKONDUKTOR APLIKASI DIODA UNTUK KEBUTUHAN KHUSUS PEMAPARAN RPS PERTEMUAN 9 - 16 PERTEMUAN 9 - STRUKTUR FISIK, OPERASI DAN KARAKTERISITK I-V MOSFET PERTEMUAN 10 - RANGKAIAN PRA TEGANGAN MOSFET PERTEMUAN 11 - RANGKAIAN PENGUAT SINYAL KECIL BJT TUNGGAL PERTEMUAN 12 - STRUKTUR FISIK DAN KARAKTERISTIK I-V THYRISTOR PERTEMUAN 13 - RANGKAIAN THYRISTOR SEBAGAI KONTROL DAYA PERTEMUAN 14 - MAMPU MEMAHAMI DAN MENGGAMBARKAN SIMBOL SKEMATIK, RESPON FREKUENSI, PARAMETER, DAN KARAKTERISTIK OP_AMP PERTEMUAN 15 MAMPU MEMAHAMI DAN MENGANALISA RANGKAIAN OP_AMP MODE LOOP TERBUKA DAN TERTUTUTP PERTEMUAN 16 - EAS ( EVALUASI AKHIR SEMESTER ) PRETEST Definisi dari Isolator adalah … Definisi dari konduktor adalah … Konsep dasar arus listrik Arus listrik adalah perpindahan muatan …… yang disebabkan oleh perpindahan elektron Arus listrik mengalir dari potensial …… ke potensial …… TINGGI / RENDAH Arah aliran arus listrik …… dengan arah aliran elektron POSITIF / NEGATIF SEARAH / BERLAWANAN / TETAP Muatan listrik (q) …… dengan kuat arus listrik (I) SEBANDING / LEBIH BESAR / LEBIH KECIL PENGENALAN BAHAN SEMIKONDUKTOR SEMIKONDUKTOR MODEL ATOM BAHAN SEMIKONDUKTOR STRUKTUR ATOM SEMIKONDUKTOR SEMIKONDUKTOR TIPE N SEMIKONDUTOR EKSTRINSIK PEMBAWA MUATAN MAYORITAS DAN MINORITAS SEMIKONDUKTOR TIPE P ELEKTRONIKA DASAR Elektronika : ilmu yang mempelajari sifat dan pemakaian devais yang kerjanya berdasarkan aliran elektron di dalam ruang hampa atau gas serta hole (lubang) di dalam semikonduktor. Aplikasinya pada Televisi (TV), radio, komputer, instrumentasi, alat kendali, dan peralatan komunikasi lainnya. TEORI ATOM Proton (Q+) Inti Atom mengitari atom Neutron (Q=nol) Atom Elektron (Q -) Qe=Qp =1,6.10-19 C TEORI ATOM Model dasar atom menurut BOHR : “ Elektron mengelilingi inti atom pada orbitnya masing – masing” Model dasar atom menurut BOHR : Jika atom punya 1 elektron valensi (1 Ev) Jika atom punya 8 elektron valensi (8 eV) mendekati konduktor sempurna kulit valensi lengkap dan atomnya isolator Jadi konduktivitas turun dengan bertambahnya eV ( elektronvalensi ). PITA ENERGI Salah satu teori yang menjawab isu ini adalah teori pita energi. Teori ini merupakan pengembangan dari teori atom Bohr. Elektron-elektron akan menempati orbit yang paling dekat dengan inti terlebih dahulu. Apabila orbit tersebut sudah penuh, elektron akan menempati orbit selanjutnya. Pada setiap orbit, elektron menempati tingkatan-tingkatan energi tertentu. Elektron-elektron yang berada di dekat inti menempati keadaan yang stabil. Adapun, elektron pada kulit terluar dapat berpindah orbit dan berinteraksi dengan atom lainnya. Elektron pada kulit terluar disebut sebagai elektron valensi. Dalam setiap orbit, tingkatan-tingkatan energi yang sama akan membentuk suatu pita energi. ATOM SEMIKONDUKTOR Semikonduktor : suatu atom yang berisi 4 elektron valensi (4 eV) atau memiliki nilai celah energi terlarang sebesar ( 4 eV) dimana Jumlah elektron valensi di dalam semikonduktor berada antara konduktor dan isolator, maka atom semikonduktor bukan konduktor yang baik dan bukan isolator yang baik. Bahan–bahan semikonduktor : • Carbon (C) dengan 6 proton (2-4), • Silikon (Si) dengan 14 proton (2-8-4), • dan Germanium (Ge) dengan 32 proton (2-8-18-4) STRUKTUR ATOM SEMIKONDUKTOR - Orbit pertama : 2 elektron Orbit kedua Orbit ketiga - : 8 elektron - - : 18 elektron - - - - Orbit terluar : 4 elektron - - Elektron bebas - - - +32 - - - - - Elektron valensi - - - - - Valensi 4 - Semikonduktor GERMANIUM - - - SEMIKONDUKTOR INTRINSIK Pada temperatur tinggi, elektron keluar dari ikatan kovalen menjadi elektron bebas dan terbentuk hole (lubang) Kekosongan pada ikatan kovalen elektron keluar harus bermuatan Q (+) kaena kristal harus netral. Kekosongan itu disebut hole atau lubang. Jadi semikonduktor intrinsik pada K bersifat isolator dan pada temperatur tinggi bersifat konduktor karena terjadi pembentukan pasangan elektron bebas dan hole yang banyaknya sama dan berlaku sebagai pembawa muatan Q. a). 1 2 3 4 5 ion ke 2 mengisi hole pada ion ke 1 b). 1 2 3 4 5 ion ke 3 mengisi hole pada ion ke 2 c). 1 2 3 4 5 ion ke 4 mengisi hole pada ion ke 3 dan seterusnya arah aliran hole arah aliran elektron SEMIKONDUKTOR INTRINSIK A C D B + ---------++++++++++ F E - 2 pembawa muatan - elektron bebas + lubang (hole) SEMIKONDUKTOR EKSTRINSIK dilakukan doping dengan memasukan atom asing bervalensi 5 atau 3 disebut semikonduktor ekstrinsik, untuk menyusun devais elektronik yang kaya akan satu jenis pembawa muatan : hole atau elektron saja. Semikonduktor jenis n Dengan doping atom asing bervalensi 5 sebagai atom donor karena ikatan kovalen memberikan satu elektron : P (fosfor), Ar (arsen), Sb(antimon) ke dalam semikonduktir intrinsik. Dengan menambahkan energi kecil pada elektron valensi, maka elektron masuk ke bidang konduksi. Dengan penambahan atom donor terjadilah elektron bebas disebut jenis-n. JENIS N = INTRISIK + ATOM ELEKTRON VALENSI >4 SEMIKONDUKTOR INTRINSIK Beda semikonduktor intrinsik dengan semikonduktor jenis-n Semikonduktor intrinsik, elektron bebas di sertai hole bergerak sebagai pembawa muatan. Semikonduktor jenis-n berbentuk elektron bebas, tidak disertai hole tetapi ion (+) yang tidak dapat bergerak. Semikonduktor jenis p Dengan doping atom asing bervalensi 3 sebagai atom akseptor karena ikatan kovalen memperoleh satu elektron : B (boron), Al (aluminium), dan Ga (Galium) kedalam semikonduktor intrinsik JENIS P = INTRISIK + ATOM ELEKTRON VALENSI <4 SEMIKONDUKTOR TIPE P Atom bervalensi tiga - mengurangi 1 elektron - atom akseptor elektron bebas < hole minoritas mayoritas SEMIKONDUKTOR TIPE N Atom bervalensi lima - memberi 1 elektron - atom donor elektron bebas > hole mayoritas minoritas ++++++++ ++++++++ ++++++++ SEMIKONDUKTOR TIPE P ---------- ---------------------------SEMIKONDUKTOR TIPE N ++++++++++ POSTTEST Jelaskan apa yang anda pahami tentang bahan semikonduktor Jelaskan perbedaan semikonduktor intrisik dan semikonduktor ekstrinsik Jelaskan perbedaan atom donor dan atom ekseptor Berapa nilai energi valensi untuk Isolator, Semikonduktor dan konduktor Perbedaan Semikonduktor TIPE P dan TIPE N berdasarkan pemahaman kalian