Hva er de forskjellige typene halvleder?
Det er to grunnleggende typer halvledere; det iboende og det ekstrinsikre. Materialet som omfatter en egen halvleder er i generelt ren tilstand. Den ekstrinsiske halvlederen kan videre kategoriseres som enten n-type eller p-type. Dette er en urenhet som det er blitt tilsatt for å produsere en ønsket tilstand. Halvledere av N-type og p-type er ekstrinsiske halvledere som forskjellige urenheter er lagt til, og har følgelig forskjellige ledende egenskaper.
En halvleder er vanligvis et krystallinsk fast stoff hvor ledningsevne på grunn av elektronstrømning er mellom det til et metall og en isolator. Intrinsiske halvledere er slike materialer med liten eller ingen urenhet, idet silisium er den mest brukte. Atomgitterstrukturen til silisiumkrystaller består av perfekte kovalente bindinger, noe som betyr at det er få frie elektroner å bevege seg rundt. Krystallen er nesten en isolator. Når temperaturene stiger over absolutt null, øker sannsynligheten for å indusere elektronstrøm i materialet.
Denne effekten kan økes sterkt ved å innføre urenheter i gitterstrukturen som gjør et større antall gratis elektroner tilgjengelig. Prosessen med å legge visse urenheter til halvledere blir referert til som doping. Forurensningen som tilsettes betegnes som dopingmiddel. Mengden dopingmiddel som tilsettes en egen halvleder, endrer proporsjonalt nivået på konduktiviteten. Ekstrinsiske halvledere er produktene til dopingprosessen.
Dopingmidler betegnes som enten akseptorer eller givere, og endrer ladningsbærerkonsentrasjonen til en halvleder. Det er to typer ladebærere i halvledere; et fritt elektron og hullet der elektronet pleide å være i et atoms valensbånd. Elektronet er en negativ ladningsbærer, og hullet anses å være positiv ladningsbærer i samme størrelsesorden. Donor-dopanter har mer valensbåndselektroner enn materialet den erstatter, noe som tillater flere gratiselektroner. Akseptordopanter har færre valensbåndelektroner enn materialet den erstatter, og skaper flere hull.
Halvledere av N-type er ekstrinsiske halvledere der donordopanter er blitt brukt. En økning i negative elektronladningsbærere resulterer. Negative ladningsbærere kalles majoritetsbærer i n-typen, mens positive ladningsbærere kalles minoritet.
Halvledere av P-type er resultatet av bruk av akseptordopanter. Som de kovalente bindinger av gitterreformen, blir det igjen hull i valensbåndene til det omgivende materiale. Økningen i hull øker konsentrasjonen av positive ladningsbærere. Majoritetsbæreren for p-typen ville være positiv og mindretallet negativ.
Ved doping kan halvledere produseres med forskjellige og komplementære ledende egenskaper. En viktig anvendelse av dette er pn-krysset, der p-type og n-type halvledere bringes i nær kontakt. En effekt av krysset er å la hullene og elektronene kombinere og produsere lys. Dette er en lysdiode (LED). Pn-krysset danner også en diode der elektrisitet kan strømme i den ene retningen gjennom krysset, men ikke i den andre, et krav til digital elektronikk.