En halvleder er et materiale med konduktivitet mellom en leder og en isolator. Silisium er det vanligste, men germanium og galliumarsenid brukes også. Halvledere er grunnlaget for moderne elektronikk. Transistorer, dioder og integrerte kretser er alle laget av halvledere. Uten dem ville det ikke vært noen datamaskiner, ingen smarttelefoner, ingen internett. Hovedegenskapen til en halvleder er at konduktiviteten kan kontrolleres. Ved å tilsette urenheter, en prosess som kalles doping, kan ingeniører få den til å lede mer eller mindre. Denne kontrollen er det som gjør halvlederenheter mulige.

Halvledere har et båndgap, et energiområde der ingen elektroner kan eksistere. I en leder er båndgapet null. I en isolator er det stort. I en halvleder er det lite nok til at elektroner kan eksiteres over det av varme, lys eller et elektrisk felt. Når et elektron krysser båndgapet, etterlater det seg et hull, som fungerer som en positiv ladning. Både elektroner og hull fører strøm i en halvleder. Doping med fosfor tilfører ekstra elektroner, og skaper n-type materiale. Doping med bor tilfører hull, og skaper p-type materiale. Å sammenføye n-type og p-type materialer skaper en pn-overgang, som er grunnlaget for dioder, transistorer og solceller.

Fakta om halvledere

• Definisjon.
• Eksempler.
• Doping.
• n-type.
• p-type.

En halvleder er ikke det samme som en leder. En leder leder lett. En halvleder leder bare under visse forhold.