Ilmu Bahan Listrik - e-Learning Sekolah Menengah Kejuruan

Ilmu Bahan Listrikpenyuntikan bahan tambahan terhadap semi konduktor murni disebut doping.Penambahan bahan tersebut kepada semi konduktor murni akan meningkatkankonduktivitas semi konduktor. Suatu kristal silikon yang didoping dengan elemenkolom 5 pada susunan berkala seperti P, As atau Sb. Pada gambar 8.3 menjelaskankristal Si yang didoping dengan P. Pada gambar 8.3 tersebut 4 dari 5 elektron padaorbit terluar dari atom pospor mengikat 4 silikon sekelilingnya. Elektron ke 5 dari atomP tidak mempunyai atom semula dan dapat diasumsikan berputar mengelilingi ionpospor positif seperti halnya elektreon 1s mengelilingi inti hidrogen. Namun demikianmempunyai sebuah perbedaan penting yaiotu elektro dari atom pospor bergerak padamedan listrik dari kristal silikon dan bukan pada ruang bebas seperti halnya pada atomH. Hal ini akan membawa akibat konstanta dielektrik dari kristal pada perhitunganorbitan dan radius orbit elektron menjadi sangat besar kira-kira 80 A 0 dibandingkan 0,5A 0 dari orbit hidrogen.elektron bebasSiSiSiSip. e SiSiSiSiGambar 8.3 Silikon yang didoping dengan posporHal ini dapat diartikan bahwa elektron ke-5 tersebut bebas dan tingkat energinyabedekatan terhadap pita konduksi. Eksistensi elektron ke-5 ke dalam pita konduksilebih cepat terlaksana daripada eksistensi dari pita valensi kristal Si. Atom p dinamakanmendonorkan elektronnya pada semi konduktor. Tingkat energi dari elektron ke-5dinamakan tingkat donor. Semi konduktor yang didonorkan dari elemen-elemen padakolom 4 (mendonorkan muatan negatif) disebut semi konduktor tipe-n. Energi yangdiperlukan untuk mengeluarkan elektron ke-5 masuk ke dalam pita konduksi disebutenergi ionisasi seperti ditunjukkan pada tabel 8.1.Dibandingkan dengan celah energi, besarnya energi ionisasi dari atom pengotor sangatkecil. Pada suhu kamar, elektron-elektron tingkat donor sudah dikeluarkan dari pita60