Halvledare av negativ (N)-typ är delvis ledande och delvis isolerande material som donerar elektroner i elektroniska enheter. Halvledare av N-typ, liksom deras positiva (P)-typ motsvarighet, är gjorda av element som kisel och germanium. Tillsammans är halvledare av N-typ och halvledare av P-typ byggstenarna i moderna halvledarenheter.
Valenselektroner i atommodellen är elektroner i omloppsbanans yttersta skal. Kisel, till exempel, har fyra elektroner i valensskalet. Detta gör kisel till en halvledare, eller delledare och delisolator. Hela ledare, som koppar och aluminium, har fler elektroner på valensskalet, vilket resulterar i en lättare rörlighet för elektroner som leder till hög konduktivitet.
Vid beredning av kisel för framställning av halvledare värms kiseldioxid vid superhöga temperaturer i frånvaro av syre. Kiseldioxid är den vanliga sanden som finns nästan överallt. Specialutrustning som producerar rent kisel och dess yttre former är huvuddelen av investeringarna i halvledarproduktion.
Extrinsiska halvledare är rena halvledare som har dopats med föroreningselement, såsom fosfor eller brons, för att ha elektrondonator- eller elektronacceptorkarakteristiken. När ett fyrvalenselektronelement är dopat med ett femvalenselektronelement uppstår halvledare av N-typ. Att använda ett trevalenselement resulterar i en halvledare av P-typ. Mängden föroreningar är cirka 1 föroreningsatom per 100 miljoner kiselatomer.
Fosfor har fem valenselektroner. Om 100 miljoner kiselatomer är dopade med en fosforatom uppstår halvledare av N-typ. Materialet av N-typ, tillsammans med ett material av P-typ, blir en byggsten för den enklaste halvledaren, känd som en diod. För att bygga en diod görs en koppling mellan en halvledare av N-typ och en P-typ. På sidorna mittemot korsningen är metallledningar anslutna till den fria änden av halvledarna.
Ström flyter fritt åt ena hållet i en diod, men nästan ingen ström flyter åt andra hållet, vilket gör dioden till en standardenhet för likriktning, eller processen att omvandla växelström (AC) till direkt (DC). En diod används också för enveloppdetektering där toppnivåerna för en radiofrekvenssignal (RF) extraheras med hjälp av en dioddetektorkrets. Detta koncept föreslår processen för ljudextraktion i amplitudmodulering (AM). En diod i kombination med en resistor-capacitor (RC)-krets med rätt tidskonstant genererar ljud från en AM RF-envelopp.