rumus konduktivitas Semikonduktor Intrinsik

Perumusan konduktivitas Semikonduktor Intrinsik

 

Berbeda dengan pada logam yang pengangkut muatannya hanya elektron saja, pada semikonduktor intrinsik ini mempunya dua jenis pengangkut muatan yaitu elektron dan hole yang banyaknya sama, tapi berbeda jenis muatannya dan mobilitasnya.

Jadi arus total adalah I = I_e + I_h

Jadi arus total I = e(n m_e + p m_h)E A

                            = n_i e (m_e  + m_h) E A     karena n = p  = n_i  pada jenis intrinsik

                            = n_i e ( m_e +m_h )E A

Karena E = V/l maka I = n_i e (m_e +m_h)VA/l

                                   R = V/I = (l/A) ( 1/ (n_i e(m_e+m_h )) = r l/A

                                   r = 1/(n_i e( m_e + m_h ))   ohm-m

                                   s_i = n_i e ( m_e + m_h)       S/m

Rapat arus                  J= I/A= n_i e( m_i + m_h ) E= s_i E

Pengaruh suhu pada semikonduktor : makin tinggi suhu, makin banyak partikel pengangkut muatan n_i dan p_i , sehingga makin besar konduktivitas dan makin kecil resistivitas.

Simbol n =  banyaknya elektron bebas intrinsik per volume

p  = banyaknya hole intrinsik per satuan volume

n_i  = banyaknya pasangan hole-elektron intrinsik per volume

m_e dan m_h masing-masing adalah mobilitas elektron dan hole

Tabel 1.  Sifat-sifat Silicon dan Germanium  murni pada suhu 300 K (27^oC)

	Silicon	Germanium
Energy gap (eV)	1.1	0.67
Electron mobility  mn  (m2/V×s)	0.135	0.39
Hole mobility  mp  (m2/V×s)	0.048	0.19
Intrinsic carrier density  (pairs/m3 )	1.5 ´ 1016	2.4 ´ 1019
Intrinsic resistivity  ri (W×m)	2300	0.46
Density  (g/m3 )	2.33 ´ 106	5.32 ´ 106
Berat atom (nomer massa) (g/g-atom)	28.09	72.60

Catatan: Bilangan Avogadro    = 6,022 ´ 10²³  atom/g-atom

                Muatan elektron = 1,602 ´ 10¹⁹ Coulomb/butir elektron