1. 불순물 반도체

게르마늄이나 실리콘에 높은 전압이나 온도를 가하면 전기저항의 변화로 인하여 공유 결합이 파괴되어 전자의 이동이 쉽게 된다. 게르마늄이나 실리콘에 매우 적은 양의 불순물을 혼합하여 전압이나 온도에 대하여 민감한 반도체 성질을 얻는 것을 불순물 반도체라고 한다. 이 불순물 반도체에는 P형과 N형이 있다.

1.1. P(positive)형 반도체

실리콘의 결정(4가)에 3가의 원소인 알루미늄(Al) 이나 인듐(In)과 같은 물질을 매우 작은 양으로 혼합하면 공유결합을 하게 되는데 이 과정에서 실리콘의 4가 전자 내에 알루미늄이나 인듐의 3가의 원자가 끼어들어 전자가 없는 부분이 발생한다. 이와 같이 전자가 없는 부분을 홀(hole ; 정공)이라 하며 이 상태에서 전압을 가하면 홀의 (＋)에 의해 전자가 흡인되어 홀로 이동하게 되는데 이때 홀의 움직임은 전자의 이동 방향과 정반대로 된다. 1개의 전자가 부족한 홀도 자유롭게 이동할 수 있으므로 전기를 운반(carrier)하게 되는 반도체를 P형 반도체라 하며, 홀을 만들어 주는 불순물 원자를 억셉터(acceptor)라 부른다.

 P형 반도체

1 . 2 . N(negative)형 반도체

실리콘에 5 가의 원소인 비소(As), 안티몬(Sb), 인(P) 등의 원소를 조금 섞으면 5 가의 원자가 실리콘 원자 1개를 밀어내고 그 자리에 들어가 실리콘 원자와 공유결합을 한다. 이때 5 가의 원자에서는 전자 1개가 남게 되며 이 경우 전기의 캐리어(carrier ; 운반자)가 전자이므로 (－)라는 의미에서 N형 반도체라 한다. 전자를 만들어 주는 불순물 원자를 도너라 부른다.

 N형 반도체