Semikonduktor tipe-n

Semikonduktor tipe-n dapat dibuat dengan menambahkan sejumlah kecil atom pengotor
pentavalen (antimony, phosphorus atau arsenic) pada silikon murni. Atom-atom
pengotor (dopan) ini mempunyai lima elektron valensi sehingga secara efektif memiliki
muatan sebesar +5q. Saat sebuah atom pentavalen menempati posisi atom silikon
dalam kisi kristal, hanya empat elektron valensi yang dapat membentuk ikatan kovalen
lengkap, dan tersisa sebuah elektron yang tidak berpasangan (lihat gambar 6.3).
Dengan adanya energi thermal yang kecil saja, sisa elektron ini akan menjadi elektron
bebas dan siap menjadi pembawa muatan dalam proses hantaran listrik. Material yang
dihasilkan dari proses pengotoran ini disebut semikonduktor tipe-n karena
menghasilkan pembawa muatan negatif dari kristal yang netral. Karena atom pengotor
memberikan elektron, maka atom pengotor ini disebut sebagai atom donor. Secara
skematik semikonduktor tipe-n digambarkan seperti terlihat pada gambar 6.3.


Gambar 6.3 a) Struktur kristal silikon dengan sebuah atom pengotor valensi lima
menggantikan posisi salah satu atom silikon dan b) Struktur pita energi
semikonduktor tipe-n, perhatikan letak tingkat energi atom donor.
Iklan