Een halfgeleider is een materiaal met een geleidbaarheid die tussen die van een geleider en een isolator ligt. Silicium is de meest voorkomende halfgeleider, maar germanium en galliumarsenide worden ook gebruikt. Halfgeleiders vormen de basis van de moderne elektronica. Transistors, diodes en geïntegreerde schakelingen zijn allemaal gemaakt van halfgeleiders. Zonder hen zouden er geen computers, geen smartphones en geen internet zijn. De belangrijkste eigenschap van een halfgeleider is dat de geleidbaarheid ervan kan worden geregeld. Door onzuiverheden toe te voegen, een proces dat doping wordt genoemd, kunnen ingenieurs de geleidbaarheid ervan verhogen of verlagen. Die controle maakt halfgeleiderapparaten mogelijk.

Halfgeleiders hebben een bandkloof, een energiebereik waarin geen elektronen kunnen bestaan. In een geleider is de bandkloof nul. In een isolator is deze groot. In een halfgeleider is de bandkloof klein genoeg om elektronen door warmte, licht of een elektrisch veld te kunnen overbruggen. Wanneer een elektron de bandkloof overbrugt, laat het een gat achter, dat zich gedraagt ​​als een positieve lading. Zowel elektronen als gaten geleiden stroom in een halfgeleider. Door dotering met fosfor worden extra elektronen toegevoegd, waardoor n-type materiaal ontstaat. Door dotering met boor worden gaten toegevoegd, waardoor p-type materiaal ontstaat. Door n-type en p-type materialen te combineren, ontstaat een pn-overgang, die de basis vormt van diodes, transistors en zonnecellen.

Feiten over halfgeleiders

• Definitie. Geleidbaarheid tussen geleider en isolator.
• Voorbeelden. Silicium, germanium, galliumarsenide.
• Doping. Het toevoegen van onzuiverheden om de geleidbaarheid te regelen.
• n-type. Extra elektronen.
• p-type. Extra gaten.

Een halfgeleider is niet hetzelfde als een geleider. Een geleider geleidt gemakkelijk. Een halfgeleider geleidt alleen onder bepaalde omstandigheden.