Konduktor, Semikonduktor, dan isolator

I.                   Semikonduktor

        A.    Pengertian

Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insolator dan konduktor. Semikonduktor disebut juga sebagai bahan setengah penghantar listrik. Bahan semikonduksi yang sering digunakan adalah silikon, germanium, dan gallium arsenide.

      B.     Bahan Semikonduktor

Germanium (Ge) dan Silikon (Si) adalah contoh-contoh semikonduktor, yaitu bahan-bahan yang tidak merupakan konduktor maupun isolator. Elektron-elektron yang mengelilingi tersebar dalam berbagai lintasan mengikuti pola:  2, 8, 18. . . . . 2n²

Di mana n adalah nomor lintasan. Bilangan-bilangan tersebut merupakan jumlah elektron paling banyak yang ada dapat berada dalam orbit ke- n. Dalam kata lain, dalam lintasan yang pertama maksimal terdapat dua elekron, dalam yang kedua delapan elektron dalam ketiga 18 elektron dan seterusnya. Dalam Ge, empat elektron tang terakhir berada dalam lintasan yang paling luar atau lintasan valensi  Apabila elektron valensinya delapan, bahan tersebut bersifat isolator. Oleh karena itu banyaknya lintasan dalam elektron valensi merupakan petunjuk konduktivitas listrik. Konduktor-konduktor mempunyai satu elektron valensi, semikonduktor mempunya empat elektron valensi dan isolator mempunyai delapan elektron valensi.

       C.    Karakteristik Semikonduktor

Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah, namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor.

Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik, karena konduktansinya yang dapat diubah-ubah dengan memberikan materi lain (biasa disebut pendonor elektron).

       D.    Contoh Penggunaan

          Bahan semi konduktor digunkan untuk membuat komponen aktif elektronika, seperti :

         1.       Dioda

         2.       SCR

         3.       Transistor

         4.       BJT

 II.                Konduktor

A.    Pengetian Konduktor

Konduktor atau penghantar adalah zat atau bahan yang bersifat dapat menghantarkan energy, baik energy listrik maupun energy kalor, baik berupa zat padat, cair atau gas. Fungsi Bahan Konduktor yaitu mengalirkan arus listrik.

B. Jenis Bahan Konduktor

1.  Logam Biasa, seperti tembaga, aluminium, besi dan sebagainya.

2. Logam Campuran, yaitu sebuah logam dari tembaga atau aluminium yang diberi campuran dalam jumlah tertentu dari logam jenis lain, yang gunanya untuk menaikkan kekuatan mekanisnya

3. Logam Paduan, yaitu dua jenis Logam atau lebih yang dipadukan dengan cara kompresi, peleburan, atau pengelasan.

C. Karakteristik KonduktorAda dua jenis karakteristik konduktor, yaitu ;
    1. Karakteristik Mekanik
    2. Karakteristik Listrik 

D. Bahan-bahan yang dipakai untuk konduktor harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut.

1.      Konduktifitasnya cukup baik.

2.      Kekuatan mekanisnya (kekuatan tarik) cukup tinggi.

3.      Koefisien muai panjangnya kecil.

4.      Modulus kenyalnya (modulus elastisitas) cukup besar

E. Bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor, antara lain:

1. Logam biasa, seperti: tembaga, aluminium, besi, dan sebagainya.

2. Logam campuran (alloy), yaitu sebuah logam dari tembaga atau aluminium yang

    diberi campuran dalam jumlah tertentu dari logam jenis lain, yang gunanya untuk

     menaikkan kekuatan mekanisnya.

3. Logam paduan (composite), yaitu dua jenis logam atau lebih yang dipadukan

   dengan cara kompresi, peleburan (smelting) atau pengelasan (welding).

F.    Klasifisikasi konduktor menurut konstuksinya :

1. kawat padat (solid wire) berpenampang bulat.

2. kawat berlilit (standart wire) terdiri 7 sampai dengan 61 kawat padat yang dililit menjadi satu, biasanya berlapis dan konsentris.

3. kawat berongga (hollow conductor) adalah kawat berongga yang dibuat untuk mendapatkan garis tengah luar yang besar.

G. Karakteristik konduktor

Ada 2 (dua) jenis karakteristik konduktor , yaitu :

1.     karakteristik mekanik, yang menunjukkan keadaan fisik dari konduktor yang menyatakan kekuatan tarik dari pada konduktor (dari SPLN 41-8:1981, untuk konduktor 70 mm2 berselubung AAAC-S pada suhu sekitar 30° C, maka kemampuan maksimal dari konduktor untuk menghantar arus adalah 275 A).

2.     karakteristik listrik, yang menunjukkan kemampuan dari konduktor terhadap arus listrik yang melewatinya (dari SPLN 41-10 : 1991, untuk konduktor 70 mm2 berselubung AAAC-S pada suhu sekitar 30o C, maka kemampuan maksimum dari konduktor untuk menghantar arus adalah 275 A).

III.             BAHAN ISOLATOR

       A.    Pengertian
Bahan Isolator atau sering disebut bahan isolasi adalah suatu bahan yang digunakan dengan tujuan agar dapat memisahkan bagian - bagian yang bertegangan atau bagian - bagian yang aktif. Sehingga untuk bahan isolator ini perlu diperhatikan mengenai sifat-sifat dari bahan tersebut seperti sifat listrik, sifat mekanis , sifat termal , ketahanan terhadap bahan-bahan kimia dan lain-lain.

       B.     Sifat Bahan Isolator

1.      Sifat Listrik

yaitu suatu bahan yang mempunyai tahanan jenis listrik yang besar agar dapat mencegah terjadinya rambatan atau kebocoran arus listrik antara hantaran yang berbeda tegangan atau dengan tanah.

2.  Sifat Mekanis

Mengingat sangat luasnya pemakaian bahan penyekat, maka perlu dipertimbangkan kekuatannya supaya dapat dibatasi hal-hal penyebab kerusakan karena akibat salah pemakaian. Misal memerlukan bahan yang tahan terhadap tarikan, maka dipilih bahan dari kain bukan dari kertas karena lain lebih kuat daripada kertas.

3.  Sifat Termis

Panas yang timbul pada bahan akibat arus listrik atau arus gaya magnit berpengaruh kepada penyekat termasuk pengaruh panas dari luar sekitarnya. Apabila panas yang terjadi cukup tinggi, maka diperlukan pemakaian penyekat yang tepat agar panas tersebut tidak merusak penyekatnya.

       C.    BENTUK ISOLATOR

       Dalam Isolator Pada Bahan-Bahan Listrik terbagi menjadi 3:

a.  Isolator bentuk padat 

                        contoh : Mika, keramik, porselin

b.  Isolator bentuk cair

                                   contoh : minyak kabel, minyak trafo

c.  Isolator bentuk gas

                        contoh ; Nitrogen, hidrogen