Seiring meningkatnya penggunaan perangkat berbasis teknologi, tidak heran jika penggunaan semikonduktor juga semakin banyak. Komponen ini sendiri memang terkenal sebagai salah satu bahan dasar yang digunakan di berbagai perangkat elektronik.
Penasaran dengan penjelasan lebih lanjut terkait komponen yang sering dijadikan bahan dasar perangkat elektronik satu ini? Simak ulasan di bawah untuk mengetahui pengertian, jenis, hingga contoh-contoh dan fungsinya!
Pengertian Semikonduktor
Sesuai dengan namanya, semikonduktor adalah suatu bahan dengan kemampuan penghantaran listrik di antara konduktor listrik dan isolator listrik. Konduktor sendiri bersifat menghantarkan listrik dengan baik, sementara isolator sebaliknya, yaitu bersifat kurang baik menghantarkan listrik.
Dengan begitu, komponen yang dibahas kali ini memiliki sifat di tengah-tengah konduktor dan isolator. Di dalamnya, jumlah elektron yang mengalir terbilang sedikit. Hal ini karena hampir sebagian besar elektro terikat di dalam inti atom.
Di sisi lain, komponen akan semakin menghantarkan daya listrik dengan baik saat suhunya semakin tinggi. Ini karena saat suhu naik, maka elektron yang terikat di dalam inti atom akan bergetar dan memiliki energi. Energi inilah yang akhirnya bisa digunakan untuk melepaskan diri dari ikatan inti atom.
Selain itu, jumlah elektron bebas di dalam komponen juga semakin bertambah saat dipanaskan, sehingga akhirnya komponen bisa mengalirkan arus listrik yang semakin besar.
Dari sini, bisa disimpulkan bahwa konduktansi komponen yang dibahas kali ini dapat berubah-ubah. Hal ini bisa dipengaruhi dari adanya suntikan dari materi lain.
Jenis-Jenis Semikonduktor
Semikonduktor intrinsik merupakan sebutan saat komponen satu ini tersusun dari unsur-unsur yang sama. Nama instrinsik akan berubah menjadi ekstrinsik saat komponen murni ini terdoping atau di rekayasa dengan cara-cara seperti merubah suhu komponen dan sebagainya.
Komponen yang telah terdoping, maka bisa dibedakan jenisnya dengan didasarkan pada golongan atom doping seperti berikut:
1. Tipe N
Pada jenis ini, komponen memiliki jumlah elektron yang banyak. Tipe ini diperoleh saat komponen diberikan doping dari atom arsen atau atom lain dengan 5 elektron valensi (golongan 5) seperti Phospor (P), Antimon (Sb), dan sebagainya.
Atom dengan 5 elektron valensi yang mendoping komponen hingga bisa menjadi tipe N bisa disebut sebagai ‘atom donor’. Ini karena atom doping berperan mendonorkan elektron ke komponen. Karena atom memiliki elektron lebih banyak daripada hole pada komponen, maka tipe N ini bermuatan negatif.
2. Tipe P
Berbeda dengan tipe sebelumnya, tipe P memiliki jumlah elektron yang sangat sedikit. Tipe ini didapatkan ketika komponen terdoping dengan atom yang memiliki 3 elektron valensi seperti Aluminium (Al), Boron (B), Gallium (Ga) dan sebagainya.
Atom-atom yang berperan mendoping komponen tipe P ini bisa disebut sebagai ‘atom akseptor’. Ini karena atom doping dengan 3 elektron valensi tersebut yang membawa hole dari komponen. Akibatnya tipe P memiliki elektron berjumlah sedikit sehingga tipe satu ini pun memiliki muatan positif.
Contoh-Contoh Penggunaan Semikonduktor
Memiliki banyak kelebihan, wajar saja jika komponen yang dibahas kali ini digunakan di berbagai industri. Mulai dari untuk pembuatan komponen ECM, regulator, speedometer, lampu LED, dan masih banyak lagi. Dengan ukuran terbilang kecil, komponen ini memiliki banyak fungsi serta kegunaan.
Dalam praktiknya, pernahkah Anda mengenali bentuk komponen satu ini? Jika belum mengenal contoh-contoh komponen ini, mungkin beberapa orang akan merasa belum pernah sama sekali menemui komponen satu ini.
Padahal komponen ini begitu banyak digunakan sebagai salah satu penyusun berbagai perangkat elektronik sehari-hari mulai dari laptop hingga motor. Agar tidak asing lagi dan bisa mengenalinya dalam kehidupan sehari-hari, simak contoh-contoh penggunaan komponen satu ini!
1. Sel Surya
Mungkin Anda sudah tidak asing lagi dengan sebutan satu ini. Sel surya yang terdiri dari dioda membutuhkan komponen dengan konduktivitas di antara isolator dan konduktor. Fungsi utama dari sel surya sendiri adalah untuk menghasilkan efek fotovoltaik.
Efek inilah yang nantinya dimanfaatkan untuk mengubah sinar matahari menjadi energi listrik pada pembangkit listrik tenaga surga. Sel surya sendiri biasanya digunakan untuk pembangkit listrik dengan skala yang terbilang kecil dan ditempatkan di daerah terpencil yang tidak terjangkau akses listrik.
Selain pembangkit listrik, sel surya juga kerap dimanfaatkan untuk penghasil energi listrik pada satelit.
2. Mesin Mobil
Bahan komponen yang sedang dibahas kali ini juga kerap digunakan untuk mekanika beberapa mesin mobil. Komponen biasanya dimanfaatkan untuk pembuatan sistem suspensi, sistem kendali, rangkaian listrik pengaman, hingga kantung udara.
Sementara beberapa sistem kerja mobil seperti sistem transmisi, manajemen mesin, sistem instrumentasi kelistrikan, hingga sistem antiterkunci sepenuhnya menggunakan bahan konduktor. Dalam artian lain, sebagian besar mesin mobil menggunakan bahan konduktor, dan sebagian lagi menggunakan yang semi.
3. Sensor Suhu di Penyejuk Udara
Contoh penggunaan bahan dengan semi konduktivitas satu ini bisa ditemukan pada mesin penyejuk udara. Karena memiliki sensor suhu yang berbeda antara penyejuk udara dan pemanas udara, maka prinsip kerja serta komponen yang digunakan ada yang berbeda.
Penyejuk udara sendiri biasanya bekerja dengan menggunakan thermistor bernilai koefisien suhu negatif. Nantinya, nilai hambatan listrik berkurang saat terjadi peningkatan suhu ruangan dalam sensor suhu penyejuk udara.
4. Elekronika Daya
Bahan semi konduktivitas bermanfaat sebagai saklar elektronik pada elektronika daya. Pensaklaran sendiri merupakan salah satu proses utama yang diperlukan dalam rangkaian elektronika daya. Selain berfungsi untuk pensaklaran, bahan semi konduktivitas juga berfungsi untuk pengubahan jenis sumber energi.
Pengubahan ini biasanya digunakan untuk menyesuaikan kebutuhan sumber energi dengan sumber listrik yang tersedia di peralatan listrik. Adapun jenis perubahanya bisa berupa perubahan arus bolak-balik menjadi arus bolak balik atau arus searah.
Pengubahan jenis sumber energi juga meliputi perubahan arus searah menjadi arus searah atau arus bolak balik.
Selain itu, peralatan berbahan semi konduktivitas juga digunakan untuk pengendalian aplikasi elektronika industri terhadap besaran listrik pada elektronika daya.
5. Detektor Kristal
Di buat sejak awal abad ke-20 Masehi, detektor kristal digunakan pada radio sebagai penghubung kawat penghantar dengan fungsi menerima sinyal. Bahan semi konduktivitas berupa kristal ini memiliki bentuk yang menyerupai kumis.
Biasanya bahan yang digunakan berupa kristal germanium. Dengan adanya efek dari kontak antara kawat dan kristal, maka keberadaan sinyal radio bisa diketahui.
6. Pengukuran Intensitas Cahaya
Bahan semi konduktivitas memiliki elemen fotolistrik yang bisa berperan menggantikan sel foto. Sel foto sendiri memiliki fungsi utama untuk mengukur intensitas cahaya. Bahan semi konduktivitas mengalami tumbukan elektron-elektron di cermin logam miliknya hingga menghasilkan proses ionisasi.
Ionisasi inilah nantinya yang bisa digunakan untuk menggantikan peran sel foto. Sehingga dengan begitu, komponen yang sedang dibahas kali ini juga bisa digunakan untuk pengukuran intensitas cahaya.
Dari penjelasan di atas, bisa disimpulkan bahwa semikonduktor cukup memiliki peranan penting untuk pembuatan berbagai jenis peralatan elektronik. Mulai dari pembuatan pembangkit energi, pembuatan sistem mesin pada mobil, dan masih banyak lagi.
