Hvad er de forskellige typer halvleder?
Der er to grundlæggende typer halvledere; det iboende og det ydre. Materialet, der omfatter en iboende halvleder, er i en generelt ren tilstand. Den ekstrinsiske halvleder kan yderligere kategoriseres som enten n-type eller p-type. Dette er en, hvortil der er tilsat urenheder for at frembringe en ønsket tilstand. Halvledere af N-type og p-type er ekstrinsiske halvledere, hvortil der er tilføjet forskellige urenheder, og har følgelig forskellige ledende egenskaber.
En halvleder er normalt et krystallinsk fast stof, hvor konduktivitet på grund af elektronstrømning er mellem metal og en isolator. Intrinsiske halvledere er sådanne materialer med ringe eller ingen urenhed, idet silicium er det mest anvendte. Den atomiske gitterstruktur i siliciumkrystaller består af perfekte kovalente bindinger, hvilket betyder, at der er få frie elektroner at bevæge sig rundt. Krystallen er næsten en isolator. Når temperaturer stiger over absolut nul, øges sandsynligheden for at inducere elektronstrøm i materialet.
Denne virkning kan øges meget ved at indføre urenheder i gitterstrukturen, der stiller et større antal gratis elektroner til rådighed. Processen med at tilføje visse urenheder til halvledere kaldes doping. Den tilsatte urenhed kaldes dopingmidlet. Mængden af dopmiddel, der er tilføjet til en iboende halvleder, ændrer proportionalt dens ledningsevne. Ekstrinsiske halvledere er produkterne i dopingprocessen.
Dopingmidler betegnes som enten acceptorer eller donorer og ændrer ladningsbærerkoncentrationerne af en halvleder. Der er to typer ladningsbærere i halvledere; et frit elektron og det hul, hvor elektronet plejede at være i et atoms valensbånd. Elektronen er en negativ ladningsbærer, og hullet betragtes som en positiv ladningsbærer af samme størrelse. Donordopanter har mere valensbåndselektroner end det materiale, det erstatter, hvilket tillader flere gratis elektroner. Acceptordopanter har færre valensbåndselektroner end det materiale, det erstatter, hvilket skaber flere huller.
Halvledere af N-type er ekstrinsiske halvledere, hvor donordopanter er blevet anvendt. En stigning i negative elektronladningsbærere resulterer. Negative ladningsbærere kaldes majoritetsbæreren i n-typen, mens positive ladningsbærere kaldes mindretallet.
Halvledere af P-type er resultatet af anvendelse af acceptordoping. Som de kovalente bindinger i gitterreformen efterlades huller i valensbåndene i det omgivende materiale. Stigningen i huller øger koncentrationen af positive ladningsbærere. Majoritetsbæreren for p-typen ville være positiv og mindretallet negativ.
Ved doping kan halvledere fremstilles med forskellige og komplementære ledende egenskaber. En vigtig anvendelse af dette er pn-krydset, hvor p-type og n-type halvledere bringes i tæt kontakt. En effekt af krydset er at lade huller og elektroner kombinere og frembringe lys. Dette er en lysemitterende diode (LED). Pn-krydset danner også en diode, hvor elektricitet kan strømme i den ene retning gennem krydset, men ikke i den anden, et krav til digital elektronik.