Apa perbedaan konduktor isolator dan semikonduktor

Seperti kita tahu arus listrik dapat mengalir karena adanya kabel yang biasanya terbuat dari bahan tembaga sebagai penghantarnya. Jika tidak ada penghantar tersebut maka sudah dapat dipastikan arus listrik tidak akan bisa mengalir. Disekolah atau lembaga pendidikan pasti pernah diajarkan mengenai hal ini, namun bagi yang belum pernah atau sudah lupa tidak ada salahnya jika membaca artikel ini. Baiklah langsung saja kita mulai dari yang pertama yaitu apa itu konduktor, semikonduktor dan isolator?

1. Konduktor

Adalah bahan yang dapat menghantarkan energi listrik baik itu benda padat, cair maupun gas. Dalam dunia elektronika sering kita melihat Instalasi rumah menggunakan kabel atau kawat tembaga untuk mengalirkan arus listrik. Itulah salah satu fungsi dari bahan konduktor ini. Selanjutnya contoh dari bahan konduktor adalah : Emas, Tembaga, Aluminum, Besi dan sebagainya. Perlu kita tahu bahwa emas adalah bahan penghantar listrik atau panas yang paling baik. Akan tetapi karena harga yang mahal. Maka tembaga dan alumunium yang paling efektif dan efisien untuk dipakai. Penghantar yang bagus adalah yang memiliki tahanan jenis yang rendah.

2. Semi Konduktor

Merupakan bahan yang berada diantara konduktor dan isolator. Artinya bahan ini bisa berfungsi sebagai penghantar atau sebagai isolator. Biasanya semi konduktor banyak kita temukan pada komponen elektronika yang terbuat dari sillikon atau germanium, contohnya seperti transistor, dioda IC dan sebagainya. Itulah mengapa transistor dalam pemasangannya tidak boleh terbalik. Konduktansinya juga dapat berubah-ubah jika ditambahkan bahan atau materi lain didalamnya.

3. Isolator

Merupakan kebalikan dari konduktor yaitu bahan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. Oleh sebab itu bahan yang terbuat dari isolator biasanya digunakan sebagai penyekat atau pembatas bahan konduktor atau semikonduktor. Seperti dapat kita lihat pada kabel yang dilapisi oleh isolator diluarnya. Hal ini tentu sangat berguna agar kita tidak tersengat arus listrik. Contoh bahan isolator adalah : Karet, Kayu kering, plastik, kaca dan sebagainya.

Secara sederhana zat padat dapat dikelompokkan sebagai Isolator, Semikonduktor dan Konduktor. Bahan semikonduktor adalah suatu material dengan sifat konduktivitas diantara konduktor dan isolator, contoh Silikon (Si), Ge (Germanium). Saat ini Si umumnya digunakan sebagai devais elektronik, seperti dioda, transistor, IC (integrated circuit) namun GaAs memiliki potensi yang besar untuk digunakan sebagai devais elektronika pada masa datang, terutama ditujukan untuk beroperasi pada frekuensi tinggi. 

Untuk menjelaskan konduktivitas bahan sering kali menggunakan konsep pita energi. Ada dua pita energi, yaitu pita valensi dan pita konduksi. Pita valensi adalah pita energi yang mungkin diisi oleh elektron dari zat padat hingga komplit. Setiap pita memiliki 2N elektron dengan N adalah jumlah atom. Bila masih ada elektron yang tersisa akan mengisi pita konduksi. Pada suhu 0 K, pita konduksi terisi sebagian untuk bahan konduktor, sedangkan untuk isolator dan semikonduktor tidak ada elektron yang mengisi pita konduksi. 

Perbedaannya terletak pada energi gap Eg yaitu selang energi antara pita konduksi minimum dan pita valensi maksimum. Pada bahan semikonduktor Eg ~ 1 eV, sedang pada isolator Eg ~ 6 eV. Secara diagramatik pita energi dari isolator, semikonduktor dan konduktor ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 1. Perbedaan tingkat energi dari material

Gambar (a) >> Struktur pita energi isolator (misal intan). Pita larangan yang besar ini memisahkan pita valensi yang terisi dengan pita konduksi yang kosong.

Gambar (b) >> Struktur pita energi semikonduktor (misal grafit). Lebar pita relatif kecil, Eg ≈ 1 eV. Pada saat suhu naik, elektron pada pita valensi mampu berpindah ke pita konduksi. Karena adanya elektron di pita konduksi akibatnya bahan itu menjadi sedikit konduktif, karena itu disebut semikonduktor.

Gambar (c) >> Struktur pita energi konduktor (misal metal). Pita konduksi terisi sebagian, jika ada medan listrik luar elektron akan memperoleh tambahan energi sehingga berpindah yang berakibat timbul arus listrik.

Demikian artikel penjelasan singkat tentang Isolator, Semikonduktor, dan Konduktor, semoga bermanfaat bagi pembaca baik itu kalangan akademisi yang menggeluti bidang ilmu fisika maupun kalangan masyarakat umum untuk menambah wawasan akan bidang ilmu lain.

Apa yang dimaksud semikonduktor dan isolator?

Apa yang membedakan konduktor dan isolator?

Apa yang dimaksud dengan semikonduktor dan berikan contohnya?

Apa contoh semikonduktor?