Persimpangan pn
Semikonduktor jenis-p atau jenis-n tidak begitu berguna dengan sendirinya. Walau bagaimanapun, menggabungkan bahan bertentangan ini mewujudkan apa yang dipanggil persimpangan pn. Persimpangan pn membentuk penghalang kepada pengaliran antara bahan. Walaupun elektron dalam bahan jenis-n tertarik ke lubang-lubang pada bahan jenis-p, elektron biasanya tidak cukup bertenaga untuk mengatasi halangan campur tangan. Namun, jika tenaga tambahan diberikan kepada elektron dalam bahan jenis-n, mereka akan mampu menyeberangi penghalang ke dalam bahan jenis-p — dan arus akan mengalir. Tenaga tambahan ini dapat dibekalkan dengan menggunakan voltan positif pada bahan jenis p. Elektron bercas negatif kemudian akan sangat tertarik dengan voltan positif di persimpangan.
komputer: Litar bersepadu
William Shockley, seorang coinventor transistor, memulakan Shockley Semiconductor Laboratories pada tahun 1955 di kampung halamannya di Palo Alto, California.
Persimpangan pn yang mengalirkan elektrik apabila tenaga ditambahkan ke bahan n disebut bias ke hadapan kerana elektron bergerak ke hadapan ke dalam lubang. Sekiranya voltan diterapkan ke arah yang bertentangan - voltan positif yang disambungkan ke sisi n persimpangan - arus tidak akan mengalir. Elektron dalam bahan n masih akan tertarik pada voltan positif, tetapi voltan sekarang akan berada di sisi penghalang yang sama dengan elektron. Dalam keadaan ini persimpangan dikatakan bias terbalik. Oleh kerana persimpangan pn mengalirkan elektrik hanya dalam satu arah, mereka adalah sejenis diod. Diod adalah blok penting bagi suis semikonduktor.
Transistor kesan medan
Membawa voltan negatif dekat dengan pusat jalur panjang bahan jenis-n akan menghalau elektron yang berdekatan di dalam bahan dan dengan itu membentuk lubang-iaitu, mengubah sebahagian jalur di tengah menjadi bahan jenis-p. Perubahan kekutuban ini menggunakan medan elektrik memberikan namanya transistor kesan medan. Semasa voltan digunakan, akan ada dua persimpangan pn di sepanjang jalur, dari n ke p dan kemudian dari p kembali ke n. Salah satu daripada dua persimpangan akan selalu menjadi bias terbalik. Oleh kerana persimpangan bias terbalik tidak dapat bergerak, arus tidak dapat mengalir melalui jalur.
Kesan medan dapat digunakan untuk membuat suis (transistor) untuk mematikan dan menghidupkan arus, hanya dengan menerapkan dan melepaskan voltan kecil berdekatan untuk membuat atau memusnahkan diod bias terbalik dalam bahan. Transistor yang dibuat dengan menggunakan kesan medan dipanggil transistor kesan medan (FET). Lokasi di mana voltan digunakan dikenali sebagai pintu gerbang. Gerbang dipisahkan dari jalur transistor dengan lapisan penebat yang nipis untuk menghalangnya dari arus pintas aliran elektron melalui semikonduktor dari elektrod input (sumber) ke elektrod output (saliran).
Begitu juga, suis boleh dibuat dengan meletakkan voltan gerbang positif berhampiran jalur bahan jenis p. Voltan positif menarik elektron dan dengan itu membentuk kawasan n dalam jalur p. Ini sekali lagi mewujudkan dua persimpangan pn, atau dioda. Seperti sebelumnya, salah satu diod akan selalu bias terbalik dan akan menghentikan arus daripada mengalir.
FET baik untuk membina litar logik kerana hanya memerlukan arus kecil semasa menukar. Tidak diperlukan arus untuk menahan transistor dalam keadaan hidup atau mati; voltan akan mengekalkan keadaan. Peralihan jenis ini membantu mengekalkan hayat bateri. FET disebut unipolar (dari "satu polaritas") kerana kaedah pengaliran utama adalah lubang atau elektron, bukan keduanya.
FET mod peningkatan
Terdapat dua jenis FET asas. Jenis yang dijelaskan sebelumnya adalah FET mod penipisan, kerana kawasan habis dengan cas semula jadi. Kesan medan juga dapat digunakan untuk membuat apa yang disebut FET mod peningkatan dengan meningkatkan wilayah agar tampak serupa dengan kawasan sekitarnya.
FET mod peningkatan jenis-n dibuat dari dua kawasan bahan jenis-n yang dipisahkan oleh kawasan kecil p. Oleh kerana FET ini secara semula jadi mengandungi dua persimpangan pn - dua dioda - biasanya dimatikan. Walau bagaimanapun, apabila voltan positif diletakkan di pintu gerbang, voltan menarik elektron dan membuat bahan jenis-n di rantau tengah, mengisi jurang yang sebelumnya merupakan bahan jenis-p. Oleh itu, voltan gerbang mewujudkan kawasan n yang berterusan di seluruh jalur, yang membolehkan arus mengalir dari satu sisi ke sisi yang lain. Ini menghidupkan transistor. Begitu juga, FET mod peningkatan jenis-p dapat dibuat dari dua kawasan bahan jenis-p yang dipisahkan oleh kawasan kecil n. Voltan pintu yang diperlukan untuk menghidupkan transistor ini adalah negatif. FET mod penambahbaikan beralih lebih cepat daripada FET mod penipisan kerana mereka memerlukan perubahan hanya di dekat permukaan di bawah pintu gerbang, dan bukan sepanjang bahan.
