Prinsip Dasar dan Pengertian Semikonduktor – Kata
“Semikonduktor” sangat identik dengan peralatan Elektronika yang kita pakai
saat ini. Hampir setiap peralatan Eletronika canggih seperti Handphone,
Komputer, Televisi, Kamera bahkan Lampu penerang LED juga merupakan hasil dari
Teknologi Semikonduktor. Komponen-komponen penting yang membentuk sebuah
Peralatan Elektronika seperti Transistor, Dioda dan Integrated Circuit (IC)
adalah komponen elektronika aktif yang terbuat bahan semikonduktor. Oleh karena
itu, bahan Semikonduktor memiliki pengaruh yang sangat besar terhadap
perkembangan Teknologi Elektronika.
Bahan
Semikonduktor (Semiconductor) adalah bahan penghantar listrik yang tidak sebaik
Konduktor (conductor) akan tetapi tidak pula seburuk Insulator (Isolator) yang
sama sekali tidak menghantarkan arus listrik. Pada dasarnya, kemampuan
menghantar listrik Semikonduktor berada diantara Konduktor dan Insulator. Akan
tetapi, Semikonduktor berbeda dengan Resistor, karena Semikonduktor dapat dapat
menghantarkan listrik atau berfungsi sebagai Konduktor jika diberikan arus
listrik tertentu, suhu tertentu dan juga tata cara atau persyaratan tertentu.
Sebenarnya
banyak bahan-bahan dasar yang dapat digolongkan sebagai bahan Semikonduktor,
tetapi yang paling sering digunakan untuk bahan dasar komponen elektronika
hanya beberapa jenis saja, bahan-bahan Semikonduktor tersebut diantaranya
adalah Silicon, Selenium, Germanium dan Metal Oxides. Untuk memproses
bahan-bahan Semikonduktor tersebut menjadi komponen elektronika, perlu dilakukan
proses “Doping” yaitu proses untuk menambahkan ketidakmurnian (Impurity) pada
Semikonduktor yang murni (semikonduktor Intrinsik) sehingga dapat merubah sifat
atau karakteristik kelistrikannya. Beberapa bahan yang digunakan untuk
menambahkan ketidakmurnian semikonduktor antara lain adalah Arsenic, Indium dan
Antimony. Bahan-bahan tersebut sering disebut dengan “Dopant”, sedangkan
Semikonduktor yang telah melalui proses “Doping” disebut dengan Semikonduktor
Ekstrinsik.
Tipe atau
Jenis Semikonduktor
Semikonduktor
yang telah dilalui proses Doping yaitu Semikonduktor yang Impurity
(ketidakmurnian) atau Semikonduktor Ekstrinsik yang siap menjadi Komponen
Elektronika dapat dibedakan menjadi 2 Jenis yaitu :
1. N-type
Semikonduktor
Dikatakan
N-type karena Semikonduktor jenis ini pembawa muatannya (Charge Carrier) adalah
terdiri dari Elektron. Elektron adalah bermuatan Negatif sehingga disebut
dengan Tipe Negatif atau N-type.
Pada Semikonduktor yang berbahan Silicon (Si), Proses Doping dengan menambahkan
Arsenic atau Antimony akan menjadikan Semikonduktor tersebut sebagai N-type
Semikonduktor.
Terdapat 2 (dua) pembawa muatan atau charge Carrier dalam N-type Semikonduktor
yakni Elektron sebagai Majority Carrier dan Hole sebagai Minority Carrier.
2. P-Type
Semikonduktor
Dikatakan
P-type karena Semikonduktor jenis ini kekurangan Elektron atau disebut dengan
“Hole”. Ketika pembawa muatannya adalah Hole maka Semikonduktor tersebut
merupakan Semikonduktor bermuatan Positif.
Pada Semikonduktor yang berbahan Silicon (Si), Proses Doping dengan menambahkan
Indium akan menjadikan Semikondukter tersebut sebagai P-type Semikonduktor.
2 (dua) pembawa muatan yang terdapat dalam P-type Semikonduktor adalah Hole
sebagai Majority Carrier dan Elektron sebagai Minority Carrier).
Komponen-komponen
Elektronika Aktif yang bahan dasarnya terbuat dari Semikonduktor diantaranya
adalah :
- Integrated
Circuit
- Transistor
- Dioda
Komponen-komponen
Elektronika yang terbuat dari Semikonduktor merupakan komponen Elektronika yang
sangat sensitif dengan ESD (Electro Static Discharge). Oleh karena itu, perlu
penanganan khusus dalam produksi terhadap Komponen-komponen tersebut.
Alat Semikonduktor atau semiconductor devices, adalah sejumlah
komponen elektronik yang menggunakan
sifat-sifat materi semikonduktor, yaitu Silikon, Germanium, dan Gallium Arsenide.
Alat-alat semikonduktor zaman
sekarang telah menggantikan
alat thermionik (seperti tabung hampa). Alat-alat semikonduktor
ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat (solid state), bukannya bentuk
hampa
(vacuum state) atau bentuk gas (gaseous state). Alat-alat semikonduktor dapat
ditemukan dalam bentuk-bentuk dicrete (potongan) seperti transistor, diode, dll, atau dapat juga ditemukan sebagai
bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu keping
Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC).
PERKEMBANGAN
TEKNOLOGI SEMIKONDUKTOR
Kemampuan
menguasai teknologi tinggi merupakan syarat mutlak bagi suatu negara untuk
memasuki negara industri baru. Salah satu bidang teknologi tinggi yang sangat
mempengaruhi peradaban manusia di abad ini adalah teknologi semikonduktor
dan mikro-elektronika. Bidang ini bisanya dianalogikan dengan tiga kata bahasa
inggris yang mempengaruhi kehidupan modern yaitu Computer, Component dan
Communication. Untuk komputer, topik utama dalam bidang ini adalah cra/teknik
membuat komputer menjadi lebih cepat, lebih ramping dengan fungsi yang lebih
kompleks dan konsumsi daya yang makin kecil. Tujuan tersebut dapat tercapai
dengan melakukan dua pendekatan yang saling mendukung yaitu dari segi hardware
dan software.
Silikon
(Si) dengan persediaan yang berlimpah di bumi dan dengan teknologi pembuatan
kristalnya yang sudah mapan, telah menjadi pilihan dalam teknologi
semikonduktor. Silikon sendiri disebut sebagai bahan semikonduktor karena sifat
dari bahan ini yang bisa berfungsi sebagai isolator maupun konduktor. Silikon very
large scale integration (VLSI) telah membuka era baru dalam dunia
elektronika di abad ini. Kebutuhan akan kecepatan yang lebih tinggi dan unjuk
kerja yang lebih baik dari komputer telah mendorong teknologi silikon VLSI ke
silicon ultra high scale integration (ULSI).
Salah
satu hambatan dari teknologi silikon adalah sifat listrik yang berhubungan
dengan rendahnya mobilitas pembawa muatan dari material silikon ini. Mobilitas
adalah paramater yang menyatakan laju dari pembawa muatan dalam semikonduktor
bila diberi medan listrik. Untuk membuat piranti berkecepatan tinggi, galium
arsenide (GaAs) dan material-material paduannya telah dipertimbangkan sebagai
material pengganti silikon.
Dewasa
ini perhatian besar juga diberikan pada struktur semikonduktor berdimensi
rendah (low-dimensional semicontuctor) seperti quantum well (2D), quantum wire
(1D) dam quantum dot (0D). Struktur seperti ini adalah pembuka ke era fabrikasi
nanoteknologi dan komponen/alat kuantum (quantum device). Telah diketahui bahwa
bila elektron dikurung dalam daerah potensial dengan dimensi yagn sama dengan
panjang gelombangnnya maka akan muncul sifat gelombang elektron dan berbagai
fenomena kuantum akan dapat diamati. Permasalahan yang timbul dari komponen /
alat yang dibuat berdasarkan struktur semikonduktor dimensi rendah ini adalah
arus drive yang rendah sehingga masih sulit diaplikasikan. Secara umum,
permasalahn yang dihadapi komponen / alat kuantum ini adalah operasi kerjanya
yang masih harus dilakukan pada suhu rendah (seperti suhu helium cair :4,2 K)
agar dapat diamati fenomena kuantum secara jelas. Hal ini tentunya akan
menaikkan ongkos pembuatan sehingga belum menarik untuk diproduksi.
Beberapa
komponen dari bahan semikonduktor yang umum digunakan pada rangkaian
elektronika adalah seperti dioda, transistor, FET, JFET, MOSFET, dan IC
(Integrated Circuit). Dioda semikonduktor adalah komponen dari paling sederhana
dari komponen-komponen lainnya. Dioda ini mempunyai dua sifat sekaligus yakni
isolator dan konduktor. Jika arus listrik mengalir maju (forward) terhadap
dioda maka dioda tersebut berfungsi sebagai penghantar atau konduktor, begitu
juga sebaliknya jika dioda ini diberi bias reverse atau arus listrik dialirkan
terbalik terhadap dioda maka akan berfungsi sebagai isolator. Pada
kelanjutannya komponen lain dari bahan semikonduktor bisa dibuat dengan fungsi
yang lebih kompleks sampai pada komponen integrate circuit (IC). IC bisa
mewakili jutaan rangkaian dari komponen seperti dioda ataupun transistor hanya
dalam satu komponen. Oleh karena itu setiap IC mempunyai fungsi yang
berbeda-beda tergantung rangkaian yang tertanam didalamnya.
Jadi,
terlihat bahwa teknologi semikonduktor berkembang sangat pesat dengan
mengeksploitasi fenomena-fenomena fisika yang sebelumnya hanya tertulis dalam
texbook semikonduktor atau zat padat saja. Hal ini dimungkinkan karena
banyaknya kemajuan yang dicapai dalam pengembangan peralatan-peralatan penumbuh
material dalam bentuk film tipis. Hal ini juga diimbangi dengan kemajuan dalam
teknik fabrikasi komponen/alat dan proses produksi. Sebagai teknologi tinggi,
teknologi semikonduktor saat ini hanya terpusat di negara-negara industri.
Negara industri baru memang membutuhkan biaya riset yang banyak tenaga ahli.
Untuk Indonesia langkah terbaik yang harus dilakukan adalah secepat mungkin
ikut terlibat dalam teknologi ini sehingga tidak jauh tertinggal.
ADAKAH PABRIKNYA DI
INDONESIA ?
Jawab : Untuk saat ini tidak ada pabrik pembuatan Semikonduktor di Indonesia. Tetapi pada tahun ‘80an Indonesia mempunyai pabrik yang membuat Semikonduktor yaitu : PT Fairchlid Semiconductor di Cibubur,
Jakarta
Alasan yang
membuat PT Faifchild Semikonduktor hengkang dari Indonesia adalah :
Mengapa Fairchild angkat kaki, padahal waktu itu
gerakan kaum buruh sangat "tertata rapi"? Ternyata perusahaan AS ini
merasa tak nyaman karena pemerintah Indonesia menolak rencana pengurangan
pegawai. Waktu itu, Menteri Tenaga Kerja Sudomo berdalih, Fairchild adalah
perusahaan padat karya sehingga tidak boleh memecat buruhnya dengan alasan
menggunakan robot. Di pihak lain, Fairchild beranggapan sudah saatnya
menerapkan padat teknologi. Akhirnya, benturan antara pemerintah RI dan
Fairchild tak terelakkan lagi, sampai perusahaan itu hengkang dari Indonesia.
...
Menengok dari
pengalaman sejarah, ketidaksiapan pemerintah dan masyarakat Indonesia telah
membuat perusahaan Fairchild memindahkan sahamnya dari Indonesia pada Juli
1986. Hal ini terjadi karena pemerintah Indonesia mengharuskan perusahaan –
perusahaan yang ada di Indonesia bersifat padat karya sehingga dapat menyerap
banyak tenaga kerja. Akan tetapi, Fairchild sendiri menghendaki perusaannya
padat teknologi karena disebut – sebut penggunaan robot dapat memberikan
efisiensi waktu hingga 50% dan menjanjikan penghematan yang luar biasa
Tidak ada komentar:
Posting Komentar