Vilka är de olika typerna av halvledare?
Det finns två grundläggande typer av halvledare; det inneboende och det extrinsiska. Materialet innefattande en inneboende halvledare är i generellt rent tillstånd. Den extrinsiska halvledaren kan ytterligare kategoriseras som antingen n-typ eller p-typ. Detta är ett till vilket föroreningar har tillsatts för att producera ett önskat tillstånd. Halvledare av N-typ och p-typ är extrinsiska halvledare till vilka olika föroreningar har lagts till och har följaktligen olika ledande egenskaper.
En halvledare är vanligtvis ett kristallint fast ämne i vilket konduktivitet på grund av elektronflöde är mellan den hos en metall och en isolator. Intrinsiska halvledare är sådana material med liten eller ingen förorening, varvid kisel är det mest använda. Atomgitterstrukturen i kiselkristaller består av perfekta kovalenta bindningar, vilket innebär att det finns få fria elektroner att röra sig runt. Kristallen är nästan en isolator. När temperaturen stiger över absolut noll ökar sannolikheten för att inducera elektronflöde i materialet.
Denna effekt kan ökas kraftigt genom att föroreningar införs i gitterstrukturen som gör ett större antal fria elektroner tillgängliga. Processen att lägga till vissa föroreningar till halvledare kallas doping. Föroreningen som tillsätts betecknas dopningsmedlet. Mängden dopmedel som läggs till en egen halvledare ändrar proportionellt dess konduktivitetsnivå. Extrinsiska halvledare är produkterna i dopningsprocessen.
Dopanter benämns antingen acceptorer eller givare och ändrar laddningsbärarkoncentrationerna för en halvledare. Det finns två typer av laddningsbärare i halvledare; en fri elektron och hålet där elektronen brukade befinna sig i en atoms valensband. Elektronen är en negativ laddningsbärare och hålet anses vara en positiv laddningsbärare av samma storlek. Donatordopanter har mer valensbandelektroner än det material som det ersätter, vilket möjliggör fler fria elektroner. Acceptordopanter har färre valensbandelektroner än det material det ersätter, vilket skapar fler hål.
Halvledare av N-typ är extrinsiska halvledare i vilka donatorer har använts. En ökning av negativa elektronladdningsbärare resulterar. Negativa laddningsbärare kallas majoritetsbärare i n-typen, medan positiva laddningsbärare kallas minoritet.
Halvledare av P-typ är resultatet av att använda acceptordopanter. Som de kovalenta bindningarna i gitterreformen lämnas hål i valensbanden i det omgivande materialet. Ökningen i hål ökar koncentrationen av positiva laddningsbärare. Majoritetsbäraren för p-typen skulle vara positiv och minoriteten negativ.
Genom dopning kan halvledare produceras med olika och komplementära ledande egenskaper. En viktig tillämpning av detta är pn-övergången, där halvledare av p-typ och n-typ bringas i nära kontakt. En effekt av korsningen är att låta hålen och elektronerna kombinera och producera ljus. Detta är en lysdiod (LED). Pn-korsningen bildar också en diod där el kan strömma i en riktning genom korsningen men inte i den andra, ett krav för digital elektronik.