Apa yang Dimaksud dengan Band Energi pada Silikon

Apa itu Band Energi Silikon?

Definisi Silikon

Silikon didefinisikan sebagai semikonduktor dengan sifat antara konduktor dan isolator, yang sangat penting untuk elektronik.

Silikon didefinisikan sebagai semikonduktor dengan jumlah elektron bebas lebih sedikit dibandingkan konduktor tetapi lebih banyak dibandingkan isolator. Karakteristik unik ini membuat silikon digunakan secara luas dalam elektronik. Silikon memiliki dua jenis band energi: band konduksi dan band valensi. Band valensi terbentuk oleh tingkat energi dengan elektron valensi. Pada suhu absolut 0oK, band valensi dipenuhi dengan elektron, dan tidak ada arus yang mengalir.

Band konduksi adalah band tingkat energi yang lebih tinggi di mana elektron bebas, yang dapat bergerak sepanjang padatan, ditemukan. Elektron bebas ini bertanggung jawab atas aliran arus. Celah energi antara band konduksi dan band valensi disebut celah energi terlarang. Celah ini menentukan apakah bahan tersebut adalah logam, isolator, atau semikonduktor.

Ukuran celah energi terlarang menentukan apakah padatan tersebut adalah logam, isolator, atau semikonduktor. Logam tidak memiliki celah, isolator memiliki celah yang besar, dan semikonduktor memiliki celah yang moderat. Silikon memiliki celah terlarang 1.2 eV pada 300 K.

Dalam kristal silikon, ikatan kovalen mengikat atom-atom bersama, menjadikan silikon netral secara listrik. Ketika elektron lepas dari ikatan kovalennya, ia meninggalkan lubang. Seiring peningkatan suhu, lebih banyak elektron melompat ke band konduksi, menciptakan lebih banyak lubang di band valensi.

Diagram Band Energi Silikon

Diagram band energi silikon menunjukkan tingkat energi elektron. Dalam silikon intrinsik, tingkat Fermi berada di tengah celah energi. Doping silikon intrinsik dengan atom donor menjadikannya tipe-n, memindahkan tingkat Fermi lebih dekat ke band konduksi. Doping dengan atom penerima menjadikannya tipe-p, memindahkan tingkat Fermi lebih dekat ke band valensi.

Diagram Band Energi Silikon Intrinsik

Diagram Band Energi Silikon Ekstrinsik