Separuh Pengalir Intrinsik lwn Ekstrinsik
Sungguh mengagumkan bahawa elektronik moden berasaskan satu jenis bahan, semikonduktor. Semikonduktor ialah bahan yang mempunyai kekonduksian pertengahan antara konduktor dan penebat. Bahan semikonduktor telah digunakan dalam elektronik walaupun sebelum penciptaan diod semikonduktor dan transistor pada tahun 1940-an, tetapi selepas itu semikonduktor menemui aplikasi yang luas dalam bidang elektronik. Pada tahun 1958, penciptaan litar bersepadu oleh Jack Kilby dari instrumen Texas meningkatkan penggunaan semikonduktor dalam bidang elektronik ke tahap yang tidak pernah berlaku sebelum ini.
Secara semula jadi semikonduktor mempunyai sifat kekonduksian mereka kerana pembawa caj percuma. Semikonduktor sedemikian, bahan, yang secara semula jadi menunjukkan sifat semikonduktor, dikenali sebagai semikonduktor intrinsik. Untuk pembangunan komponen elektronik termaju, semikonduktor telah dipertingkatkan untuk berfungsi dengan kekonduksian yang lebih besar dengan menambahkan bahan atau elemen, yang meningkatkan bilangan pembawa cas dalam bahan semikonduktor. Semikonduktor sedemikian dikenali sebagai semikonduktor ekstrinsik.
Lagi mengenai Semikonduktor Intrinsik
Kekonduksian mana-mana bahan adalah disebabkan oleh elektron yang dilepaskan ke jalur pengaliran oleh pengadukan terma. Dalam kes semikonduktor intrinsik, bilangan elektron yang dibebaskan secara relatifnya lebih rendah daripada dalam logam, tetapi lebih besar daripada dalam penebat. Ini membolehkan kekonduksian arus yang sangat terhad melalui bahan. Apabila suhu bahan meningkat, lebih banyak elektron memasuki jalur pengaliran, dan oleh itu kekonduksian semikonduktor juga meningkat. Terdapat dua jenis pembawa cas dalam semikonduktor, elektron yang dilepaskan ke jalur valensi dan orbital kosong, lebih dikenali sebagai lubang. Bilangan lubang dan elektron dalam semikonduktor intrinsik adalah sama. Kedua-dua lubang dan elektron menyumbang kepada aliran semasa. Apabila beza keupayaan dikenakan elektron bergerak ke arah potensi yang lebih tinggi dan lubang bergerak ke arah potensi yang lebih rendah.
Terdapat banyak bahan yang bertindak sebagai semikonduktor, dan ada yang unsur dan ada yang sebatian. Silikon dan Germanium adalah unsur dengan sifat semikonduktor, manakala Gallium Arsenide adalah sebatian. Secara amnya unsur dalam kumpulan IV dan sebatian daripada unsur kumpulan III dan V, seperti Gallium Arsenide, Aluminium Phosphide dan Gallium Nitride menunjukkan sifat semikonduktor intrinsik.
Lagi mengenai Semikonduktor Ekstrinsik
Dengan menambahkan elemen yang berbeza, sifat semikonduktor boleh diperhalusi untuk mengalirkan lebih arus. Proses penambahan dikenali sebagai doping manakala, bahan yang ditambah dikenali sebagai kekotoran. Kekotoran meningkatkan bilangan pembawa cas dalam bahan, membolehkan kekonduksian yang lebih baik. Berdasarkan pembawa yang dibekalkan, kekotoran dikelaskan sebagai penerima dan penderma. Penderma ialah bahan yang mempunyai elektron tidak terikat dalam kekisi, dan penerima ialah bahan yang meninggalkan lubang dalam kekisi. Bagi semikonduktor kumpulan IV, unsur kumpulan III Boron, Aluminium bertindak sebagai penerima, manakala unsur kumpulan V Fosforus dan arsenik bertindak sebagai penderma. Untuk semikonduktor kompaun kumpulan II-V, Selenium, Tellurium bertindak sebagai penderma, manakala Berilium, Zink dan Kadmium bertindak sebagai penerima.
Jika beberapa atom penerima ditambahkan sebagai bendasing, bilangan lubang bertambah dan bahan mempunyai lebihan pembawa cas positif berbanding sebelumnya. Oleh itu, semikonduktor yang didopkan dengan kekotoran penerima dipanggil Semikonduktor Jenis Positif atau P-Type. Dengan cara yang sama semikonduktor didopkan dengan kekotoran penderma, yang meninggalkan bahan melebihi elektron, dipanggil semikonduktor jenis Negatif atau N-Type.
Semikonduktor digunakan untuk mengeluarkan pelbagai jenis diod, transistor dan komponen yang berkaitan. Laser, sel fotovoltaik (sel Solar) dan pengesan foto juga menggunakan semikonduktor.
Apakah perbezaan antara Semikonduktor Intrinsik dan Ekstrinsik?
