1. Mạng tinh thể của chất bán dẫn thuần khiết
Trong kỹ thuật điện tử người ta sử dụng các chất bán dẫn như : Germanium hoặc Silicium cĩ khả năng dẫn điện tương đối trong một điều kiện kích thích nhất định. Các nguyên tử này cĩ 4 electron lớp ngồi cùng nên trong điều kiện bình thường chúngliên kết lại với nhau mỗi bên bỏ ra các điện tử dùng chung tạo thành các mối liên kết cộng hĩa trị. Trong điều kiện này chúng cân bằng về mặt điện tích do đĩ khả năng dẫn điện rất kém.
Để tăng khả năng dẫn điện của phân tử Silicium người ta dùng cách làm lệch cân bằng điện tích dựa vào nguyên tắc pha trộn vào mạng tinh thể Silicium những tạp chất mà cĩ số lượng electron (âm điện tử) lớp ngồi cùng khác 4.
2. Chất bán dẫn loại N (Negative: âm)
Nếu pha vào chất bán dẫn loại Silicium (Si) tinh khiết một lượng rất lớn các chất cĩ cấu tạo nguyên tử cĩ 5 electron(điện tử) lớp ngồi cùng (hĩa trị 5) như chất acsenic hay photpho. Các nguyên tử của chất photpho cĩ 5 electron thì 4 electron sẽ liên kết với 4 electron của bốn nguyên tử Si khác nhau, cịn lại một electron thừa ra khơng liên kết với với các electron của chất bán dẩn sẽ trở thành electron tự do.
Như vậy, khi pha thêm một nguyên tử photpho sẽ cĩ một electron tư do, pha thêm càng nhiều nguyên tử photpho thì sẽ cĩ càng nhiều electron tự do. Chất bán dẫn cĩ electron tự do được gọi là chất bán dẫn loại N (loại âm)
3. Chất bán dẫn loại P (positive: dương)
Nếu pha vào chất bán dẫn loại Silicium (Si) tinh khiết một lượng rất ít các chất cĩ cấu tạo nguyên tử cĩ 3 electron (điện tử) lớp ngồi cùng (hĩa trị 3) như chất Indium hay bo. Các nguyên tử của chất Indium cĩ 3 electron thì 3 electron sẽ liên kết với 4 electron của bốn nguyên tử Si khác nhau, sẽ cĩ một mối nối thiếu một electron, chổ thiếu electron này gọi là lỗ trống. Lỗ trống của mối nối thiếu electron sẽ dễ dàng nhận một điện tử tự do
Như vậy, khi pha thêm một nguyên tử Indium sẽ cĩ lỗ trống, pha thêm càng nhiều nguyên tử Indium thì sẽ cĩ càng nhiều lỗ trống. Chất bán dẫn cĩ lỗ trống được gọi là chất bán dẫn loại P (loại dương)
Hình 2.1 Cấu tạo nguyên tử
Hình 2.1b: Cấu tạo nguyên tử Ge
Chất bán dẫn loại N là chất bán dẫn loại âm, chất bán dẫn loại P cịn gọi là chất bán dẫn loại dương. Tuy nhiên nĩi như thế khơng cĩ nghĩa là chất bán dẫn loại N hay loại P mang điện tích âm hay dương mà cả hai loại này ở trạng thái bình thường đều trung hịa về điện. Gọi là chất bán dẫn âm hay dương là ý nĩi khả năng cho ra điện tử tự do của chất N hay là khả năng nhận điện tử tự do của chất bán dẫn loại P.