Es gibt zwei grundlegende Arten von Halbleitern; das Intrinsische und das Extrinsische. Das Material, das einen intrinsischen Halbleiter umfasst, befindet sich in einem im Allgemeinen reinen Zustand. Der extrinsische Halbleiter kann weiter entweder als n-Typ oder p-Typ kategorisiert werden. Dies ist einer, dem Verunreinigungen zugesetzt wurden, um einen gewünschten Zustand zu erzeugen. N-Typ- und p-Typ-Halbleiter sind extrinsische Halbleiter, denen unterschiedliche Verunreinigungen hinzugefügt wurden und die folglich unterschiedliche leitfähige Eigenschaften haben.
Ein Halbleiter ist normalerweise ein kristalliner Festkörper, bei dem die Leitfähigkeit aufgrund des Elektronenflusses zwischen der eines Metalls und eines Isolators liegt. Intrinsische Halbleiter sind solche Materialien mit geringer oder keiner Verunreinigung, wobei Silizium am weitesten verbreitet ist. Die Atomgitterstruktur von Siliziumkristallen besteht aus perfekten kovalenten Bindungen, was bedeutet, dass sich nur wenige freie Elektronen bewegen können. Der Kristall ist fast ein Isolator. Wenn die Temperaturen über den absoluten Nullpunkt steigen, steigt die Wahrscheinlichkeit, einen Elektronenfluss im Material zu induzieren.
Dieser Effekt kann durch das Einbringen von Verunreinigungen in die Gitterstruktur, die eine größere Anzahl freier Elektronen zur Verfügung stellen, stark verstärkt werden. Der Vorgang des Hinzufügens bestimmter Verunreinigungen zu Halbleitern wird als Dotierung bezeichnet. Die hinzugefügte Verunreinigung wird als Dotierungsmittel bezeichnet. Die Dotierstoffmenge, die einem intrinsischen Halbleiter zugesetzt wird, ändert seinen Leitfähigkeitsgrad proportional. Extrinsische Halbleiter sind die Produkte des Dotierungsprozesses.
Dotierstoffe werden entweder als Akzeptoren oder Donatoren bezeichnet und verändern die Ladungsträgerkonzentrationen eines Halbleiters. In Halbleitern gibt es zwei Arten von Ladungsträgern; ein freies Elektron und das Loch, in dem sich das Elektron früher im Valenzband eines Atoms befand. Das Elektron ist ein negativer Ladungsträger, und das Loch gilt als positiver Ladungsträger gleicher Größe. Donor-Dotierstoffe haben mehr Valenzbandelektronen als das Material, das sie ersetzt, wodurch mehr freie Elektronen zugelassen werden. Akzeptor-Dotierstoffe haben weniger Valenzbandelektronen als das Material, das sie ersetzen, wodurch mehr Löcher erzeugt werden.
Halbleiter vom N-Typ sind extrinsische Halbleiter, in denen Donator-Dotiermittel verwendet wurden. Es resultiert eine Zunahme an negativen Elektronenladungsträgern. Negative Ladungsträger werden beim n-Typ als Majoritätsträger bezeichnet, während positive Ladungsträger als Minorität bezeichnet werden.
Halbleiter vom P-Typ sind das Ergebnis der Verwendung von Akzeptor-Dotierstoffen. Als kovalente Bindungen der Gitterreform bleiben Löcher in den Valenzbändern des umgebenden Materials zurück. Die Zunahme der Löcher erhöht die Konzentration positiver Ladungsträger. Der Majoritätsträger für den p-Typ wäre positiv und der Minoritätsträger negativ.
Durch Dotieren können Halbleiter mit unterschiedlichen und komplementären Leitfähigkeitseigenschaften hergestellt werden. Eine wichtige Anwendung hierfür ist der pn-Übergang, bei dem p-Typ- und n-Typ-Halbleiter in engen Kontakt gebracht werden. Ein Effekt des Übergangs besteht darin, dass sich die Löcher und die Elektronen verbinden können, wodurch Licht erzeugt wird. Dies ist eine Leuchtdiode (LED). Der pn-Übergang bildet auch eine Diode, bei der Strom in eine Richtung durch den Übergang fließen kann, aber nicht in die andere, eine Voraussetzung für digitale Elektronik.