Page 179 - Fisika Dasar 2 - Mikrajuddin Abdullah 2017

Bab 2 Potensial Listrik dan Kapasitor

kapasitor yang memiliki kapasitansi yang sangat besar dan salah stu cara
membuatnya adalah menggunakan elektroda berpori.

Memperkecil jarak antar pelat
Kapasitansi kapasitor dapat diperbesar dengan memperkecil jarak

antar pelat. Tetapi pendekatan ini memiliki batas. Jika jarak antar dua pelat
sangat kecil maka kuat medan listrik antar dua pelat menjadi sangat besar
(ingat hubungan E = V/d). Medan yang sangat besar dapat mengionisasi
atom/molekul antar dua pelat sehingga bahan pembatas yang semula
isolator dapat berubah menjadi konduktor. Ini berakibat mengalirnya

muatan dari satu pelat ke pelat lain melalui lapisan pembatas tersebut.
Dalam keadaan demikian kita katakana kapasitor bocor.
Sebagai ilustrasi untuk kapasitor dengan ketebalan lapisan

dielektrik 100 nm. Dengan menggunakan tegangan 5 V yang merupakan
tegangan yang umumnya dipakai untuk divais digital maka dihasilkan
medan listrik dalam lapisan dielektrik sekitar 5 Volt/100 nm = 5  10 V/m.
7
Nilai medan tersebut cukup besar tetapi masih aman karena berada di
bawah ambang batas “avalenche breakdown” material. Jika ketebalan

lapisan dielektrik direduksi hingga 20 nm sampai 30 nm maka penerapan
tegangan sekitar 5 Volt menghasilkan medan listrik dalam dielektrik antara
1,7  10 sampai 2,5  10 V/m. Medan tersebut sangat besar sehingga
9
9
meningkatkan peluang terjadinya “avalenche breakdown” material serta
meningkatkan peluang terjadinya penerobosan electron (electron tunneling)
melewati dielektrik. Ke dua fenomena tersebut merusak performance
kapasitor yang dibuat.

Menggunakan bahan dielektrik
Pendekatan yang lebih umum dipakai dalam meningkatkan
kapasitansi kapasitor adalah menggunakan bahan dielektrik dengan

konstanta dielektrik tinggi sebagai lapisan pemisah dua pelat. Dengan
penggunaan bahan dielektrik ini maka kapasitansi kapasitor menjadi

A

C  (2.24)
o
d

dengan  adalah konstanta dielektrik bahan.
Material dengan konstnta dielektrik tinggi seperti hafnium oksida

makin banyak digunakan dalam perancangan divasi elektonik. Material
167