Fanbot tentu mengenal istilah semikonduktor, bahan semikonduktor merupakan penemuan penting dalam dunia elektronika, bagaimana sejarah semikonduktor dan apa saja jenis semikonduktor kita simak yuk.
[lwptoc]
Pengertian dan Contoh Bahan Semikonduktor
Semikonduktor adalah bahan yang memiliki konduktivitas listrik di antara konduktor (bahan yang mudah menghantarkan listrik) dan isolator (bahan yang sulit menghantarkan listrik). Beberapa contoh benda semikonduktor yang umum di gunakan dalam teknologi modern termasuk:
- Silikon (Si): Silikon adalah bahan semikonduktor yang paling banyak di gunakan dalam teknologi semikonduktor saat ini. Silikon di gunakan dalam pembuatan sirkuit terpadu, mikroprosesor, panel surya, dan perangkat semikonduktor lainnya.
- Germanium (Ge): Germanium adalah bahan semikonduktor yang di gunakan dalam perangkat elektronik awal seperti transistor pertama. Namun, kini germanium lebih jarang di gunakan daripada silikon.
- Gallium arsenida (GaAs): Gallium arsenida adalah bahan semikonduktor yang di gunakan dalam aplikasi seperti dioda laser, detektor cahaya, dan perangkat semikonduktor lainnya yang memerlukan performa tinggi pada frekuensi tinggi.
- Selenida timah (SnSe): Selenida timah adalah bahan semikonduktor yang baru-baru ini di kembangkan dan menunjukkan potensi untuk di gunakan dalam aplikasi seperti sel surya, sensor, dan perangkat semikonduktor lainnya.
- Indium gallium arsenida (InGaAs): Indium gallium arsenida adalah bahan semikonduktor yang digunakan dalam aplikasi seperti detektor cahaya dan perangkat semikonduktor lainnya yang memerlukan performa tinggi pada frekuensi tinggi.
Benda semikonduktor ini di gunakan dalam berbagai aplikasi teknologi modern dan terus di kembangkan untuk meningkatkan performa perangkat elektronik yang lebih baik dan efisien.
Sejarah Semikonduktor
Sejarah semikonduktor dimulai pada tahun 1820-an ketika ilmuwan seperti Alessandro Volta, Michael Faraday, dan Georg Simon Ohm mulai melakukan penelitian tentang konduktivitas listrik dalam bahan. Namun, semikonduktor modern yang kita kenal sekarang baru di kembangkan pada awal abad ke-20.
Sejarah Penemuan Diode
Pada tahun 1904, ahli fisika Jerman bernama Ferdinand Braun menemukan dioda tabung hampa udara, yang dapat mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah. Kemudian pada tahun 1906, ahli fisika Amerika Serikat bernama Lee De Forest mengembangkan tabung vakum tiga elektroda (triode) yang dapat memperkuat sinyal listrik.
Baca Juga Jenis-jenis Kapasitor
Dioda kristal ini terdiri dari sebuah kristal galena (sulfida timah) yang di letakkan di antara dua elektroda logam. Ketika suatu arus listrik di alirkan melalui kristal tersebut, hanya arus searah yang dapat mengalir melalui perangkat, sementara arus bolak-balik akan di hambat. Hal ini membuat dioda menjadi sangat berguna dalam aplikasi radio, di mana arus searah dapat di gunakan untuk mengirimkan sinyal radio.
Pada tahun 1906, ahli fisika Amerika Serikat bernama Lee De Forest memperkenalkan tabung vakum tiga elektroda (triode), yang dapat digunakan untuk memperkuat sinyal listrik dan di gunakan sebagai amplifier. Namun, dioda tetap menjadi perangkat elektronik yang sangat penting, dan sejak itu telah banyak dikembangkan dan dimodifikasi untuk berbagai aplikasi, termasuk di dalam sirkuit elektronik dan perangkat elektronik modern.
Pengembangan teknologi semikonduktor pada tahun 1940-an juga membawa inovasi dalam pengembangan dioda. Termasuk pengembangan dioda silikon dan dioda germanium yang di gunakan dalam berbagai aplikasi elektronik. Hari ini, dioda masih menjadi salah satu perangkat elektronik dasar yang sangat penting dan banyak di gunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk di dalam sirkuit daya, lampu LED.
Transistor Masa Pra-Semikonduktor
Sebelum pengembangan semikonduktor, teknologi yang paling umum di gunakan untuk mengontrol arus listrik adalah tabung vakum. Tabung vakum pertama kali di temukan pada tahun 1875 oleh ahli fisika Jerman bernama Heinrich Hertz. Yang menggunakannya untuk mempelajari sifat-sifat gelombang elektromagnetik.
Pada awal abad ke-20, tabung vakum mulai di gunakan dalam aplikasi elektronik, termasuk pemancar radio dan televisi. Tabung vakum juga di gunakan dalam komputer awal, termasuk komputer ENIAC yang di bangun pada tahun 1945.
Namun, tabung vakum memiliki beberapa kelemahan, antara lain ukurannya yang besar, panas yang di hasilkan, dan rentan terhadap kerusakan fisik dan mekanik. Ini mendorong para peneliti untuk mencari alternatif yang lebih baik, yang akhirnya memunculkan pengembangan semikonduktor.
Meskipun sudah jarang di gunakan di era modern, tabung vakum masih di gunakan dalam beberapa aplikasi, seperti di dalam amplifier audio dan beberapa perangkat elektronik lainnya yang membutuhkan kualitas audio yang tinggi. Tabung vakum juga masih di gunakan dalam beberapa perangkat militer dan industri. Terutama yang membutuhkan daya tahan dan keandalan yang tinggi.
Sejarah Transistor
Transistor adalah salah satu perangkat elektronik dasar yang memungkinkan kontrol arus listrik dalam suatu rangkaian dan sangat penting dalam teknologi semikonduktor modern. Penemuan transistor di anggap sebagai tonggak sejarah dalam industri elektronik dan di anggap sebagai salah satu penemuan paling penting di abad ke-20.
Transistor pertama kali di temukan pada tahun 1947 oleh tiga ilmuwan di Bell Labs. Yaitu William Shockley, John Bardeen, dan Walter Brattain. Mereka menggunakan bahan semikonduktor germanium dan menciptakan suatu perangkat elektronik yang dapat mengontrol arus listrik dengan mengubah kadar doping pada bahan semikonduktor.
Transistor awal ini terdiri dari tiga lapisan semikonduktor yang di sebut sebagai “transistor tiga lapisan” atau “transistor junction”. Penemuan transistor ini menggantikan tabung vakum yang sebelumnya di gunakan sebagai amplifier dan switch dalam aplikasi elektronik.
Penemuan transistor ini mengubah dunia teknologi dan membuka jalan bagi pengembangan sirkuit terpadu (integrated circuit) dan mikroprosesor. Yang memungkinkan pengembangan komputer dan perangkat elektronik modern yang kita kenal sekarang.
Era Chip Semikonduktor
Chip semikonduktor, juga di kenal sebagai sirkuit terpadu (Integrated Circuit/IC). Adalah komponen elektronik yang terdiri dari banyak transistor, kapasitor, dan resistor yang terintegrasi ke dalam satu chip silikon. Penemuan chip semikonduktor menjadi landasan bagi revolusi elektronik modern. Karena memungkinkan pembuatan perangkat elektronik yang lebih kecil, lebih cepat, dan lebih efisien.
Sejarah penemuan chip semikonduktor pertama kali tahun 1958 oleh Jack Kilby dari Texas Instruments dan Robert Noyce dari Fairchild Semiconductor. Jack Kilby menciptakan sirkuit terpadu pertama dengan membuat sirkuit elektronik dari satu chip silikon tunggal. Sedangkan Robert Noyce mengembangkan sirkuit terpadu yang lebih praktis dan efisien dengan mengembangkan teknologi. “planar process” yang memungkinkan pembuatan sirkuit terpadu dengan lebih mudah dan cepat.
Penemuan chip semikonduktor memiliki dampak besar pada perkembangan teknologi elektronik. Karena memungkinkan pembuatan perangkat elektronik yang lebih kecil, lebih cepat, dan lebih efisien. Hal ini memungkinkan perkembangan berbagai teknologi, seperti komputer pribadi, smartphone, perangkat seluler, perangkat medis, dan banyak lagi.
Jack Kilby dan Robert Noyce di akui atas kontribusinya dalam pengembangan teknologi chip semikonduktor. Dengan di anugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisika pada tahun 2000. Hari ini, teknologi chip semikonduktor terus berkembang dan terus di gunakan dalam berbagai aplikasi teknologi modern.
Teknologi Fabrikasi Nanometer
Istilah fabrikasi nanometer kerap kita jumpai dalam penyebutan teknologi processor PC, laptop dan smartphone. Fabrikasi nanometer adalah proses pembuatan chip semikonduktor dengan lebar jalur transistor di ukur dalam nanometer. Lebar jalur transistor mengacu pada jarak antara dua sisi yang menghubungkan lapisan semikonduktor dalam chip. Semakin kecil lebar jalur transistor. Semakin banyak transistor yang dapat di integrasikan dalam chip, sehingga semakin kuat dan efisien chip tersebut.
Dalam industri semikonduktor, ukuran fabrikasi yang paling umum di gunakan saat ini adalah 5nm, 7nm, 10nm, 14nm, dan 28nm. Proses fabrikasi dengan ukuran yang lebih kecil membutuhkan teknologi yang lebih canggih dan presisi dalam pembuatan chip. Selain itu, semakin kecil ukuran fabrikasi, semakin sulit pengendalian suhu dan lingkungan dalam pembuatan chip. Sehingga semakin kompleks dan mahal proses fabrikasi tersebut.
Teknologi fabrikasi nanometer di gunakan untuk membuat berbagai jenis chip semikonduktor. Termasuk prosesor, memori, dan komponen lainnya untuk berbagai aplikasi seperti komputer, smartphone, dan perangkat elektronik lainnya. Perusahaan-perusahaan besar dalam industri semikonduktor, seperti Intel, AMD, TSMC. Dan Samsung telah mengembangkan teknologi fabrikasi nanometer yang sangat canggih dan mahal untuk memproduksi chip semikonduktor yang kuat dan efisien.
Nah itulah sekilas mengenai sejarah semikonduktor penemuan teknologi semikonduktor. Dengan keberadaan semikonduktor kita bisa memiliki berbagai perangkat elektronik mobile dan wearable seperti smartphone, smartwatch dan aplikasi lain.
