Revolusi Semikonductor: Pengenalan Komprehensif
Evolusi terbaru di bidang elektronik terutama disebabkan oleh jenis bahan khusus yang telah menghasilkan banyak pencapaian. Hari ini kita akan memberi Anda gambaran singkat tentang bahan berharga ini yang disebut Semikonductor. Hampir 20 tahun yang lalu kita memiliki berbagai jenis tabung vakum yang tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran di industri elektronik. Tabung vakum bagus untuk waktu itu namun perkenalan semikonductor telah mengubah scene sepenuhnya. Semikonductor memiliki bobot ringan, ukuran kecil, konstruksi sederhana, andal, efektif, biaya rendah dan menghasilkan panas rendah.
Teori Semikonductor:
Bahan semikonductor adalah bahan yang properti listriknya berada di antara isolator dan konduktor baik contohnya germanium dan silicon dll. Dengan kata lain bahan yang menahan arus dengan 102-ohm × cm disebut semikonductor. Bahan silicon paling banyak digunakan di industri tetapi terdapat juga carbon, germanium, dan gallium arsenide. Menurut dasar energi band pada suhu ruangan, bahan ini memiliki conduction band yang kosong dan valence band yang terisi sebagian. Di antara band-band ini, terdapat celah energi kecil (sama dengan 1ev). Resistansi bahan ini menurun seiring peningkatan suhu karena menyempitkan celah energi. Inilah sebabnya bahan semikonductor dikenal sebagai negative temperature coefficient. 
- Beberapa istilah penting yang digunakan saat mempelajari semikonductor.
Elektron yang berputar di sekitar inti pada orbit/keruk terakhir disebut valence electrons. Atom menjadi stabil ketika valence electrons selesai di keruk terakhir, hanya ada 8 elektron yang dapat menempati valence shell. Setelah selesai tidak ada satu elektron pun yang dapat keluar atau masuk ke valence shell. Terdapat 4 elektron di valence shell silicon dan germanium. Silicon ditemukan pada tahun 1823 sementara germanium ditemukan pada tahun 1886.
Lintasan di sekitar inti atom di mana elektron berputar disebut energy shells. Elektron yang berada pada jarak dari inti akan memiliki energi lebih tinggi dibandingkan elektron yang berada di keruk yang dekat dengan inti. Elektron ini terhubung erat dengan inti yang dekat dengan inti. Ketika atom mendapatkan energi ia melompat ke keruk yang lebih tinggi jauh dari inti namun ketika atom kehilangan energi ia kembali ke keruk aslinya. Secara listrik atom netral karena jumlah elektron dan proton yang sama dalam atom.
-
Covalent bonds or Atomic bonding
Seperti yang kita ketahui atom silicon mengandung 2 elektron di keruk pertama, 8 elektron di keruk kedua dan 4 di valence atau keruk ketiga. Ini benar untuk satu atom tetapi ketika beberapa atom bergabung mereka membentuk susunan otomatis padat yang disebut crystalline structure. Susunan ini terjadi karena covalent bonding. Covalent bonding adalah jenis bonding di mana dua atau lebih atom berbagi elektron valence shell satu sama lain. Seperti yang kita ketahui atom stabil secara listrik tetapi tidak stabil secara kimia. Kedua atom yang sama perlu stabil jadi mereka berbagi elektron mereka.
Ketika suhu lingkungan meningkat dari nilai nol absolut, energi panas dihasilkan yang pada guncinya menghasilkan getaran dalam kristal silicon/germanium. Seringkali sebagai hasil energi termal, elektron yang terpangkil keluar dari valence shell-nya. Elektron ini sekarang disebut free electron karena tidak berada di bawah pengaruh inti. Elektron yang keluar meninggalkan kekosongan yang bertindak seperti muatan positif. Proses ini terjadi pada setiap atom yang secara kolektif menghasilkan sejumlah besar free electrons dan holes.
