Konsentrasi pembawa adalah jumlah elektron yang tersedia untuk melewati semikonduktor. Semikonduktor adalah perangkat elektronik yang akan menghantarkan listrik ketika sumber energi diterapkan. Kristal atau amorf, atau non-kristal, bahan diproduksi untuk membentuk bahan semikonduktor. Sejumlah kecil molekul logam, yang disebut dopan, dapat ditambahkan untuk menyediakan elektron ekstra untuk mengangkut arus listrik.
Sebuah molekul terdiri dari inti pusat yang dikelilingi oleh cincin atau kulit elektron yang terus bergerak. Beberapa bahan, yang disebut donor, memiliki elektron yang relatif jauh dari nukleus yang dapat copot oleh arus listrik atau sinar matahari. Molekul yang berbeda, yang disebut akseptor, kekurangan elektron di kulit terluar dan dapat mengambil elektron bebas yang ada. Semikonduktor menggunakan molekul donor dan akseptor yang ditempatkan dalam bahan kristal atau amorf. Ruang untuk elektron dalam bahan akseptor sering disebut sebagai lubang.
Silikon, baik kristal maupun amorf, umumnya digunakan untuk semikonduktor. Itu dapat mengirimkan beberapa elektron sebagai bahan murni pada suhu yang berbeda. Ini dikenal sebagai konsentrasi pembawa intrinsik. Silikon murni jarang digunakan sebagai semikonduktor karena konsentrasi intrinsiknya cukup rendah. Bahan lain, seperti germanium atau silikon karbida, memiliki konsentrasi pembawa intrinsik yang lebih tinggi dan dapat digunakan sebagai semikonduktor murni.
Sejumlah kecil dopan dapat mengubah sifat semikonduktor dan memungkinkan aliran elektron dengan hambatan yang lebih kecil. Pengukuran kapasitas elektron untuk semikonduktor yang didoping dikenal sebagai konsentrasi pembawa ekstrinsik. Nilai ini digunakan untuk menghitung sifat listrik semikonduktor dalam rangkaian elektronik. Perubahan konsentrasi pembawa dari pengontrolan doping akan mempengaruhi sifat kelistrikan semikonduktor.
Semikonduktor terdiri dari tiga bagian. Pita konduksi adalah bahan yang didoping dengan molekul jejak yang memiliki kelebihan elektron. Bahan celah, biasanya bahan murni tanpa doping, ditempatkan di tengah. Lapisan terakhir adalah lapisan valensi, di mana bahan didoping dengan molekul jejak yang kekurangan elektron.
Ada banyak kegunaan umum untuk semikonduktor selain di perangkat elektronik. Panel surya terdiri dari sel silikon amorf yang terhubung ke sirkuit listrik. Energi sinar matahari melepaskan elektron di pita konduksi yang melewati semikonduktor silikon dan menciptakan arus listrik. Listrik yang dibuat dari panel surya biasanya digunakan untuk mengisi baterai bank untuk digunakan nanti.
Dioda pemancar cahaya, atau LED, adalah perangkat umum yang digunakan untuk penerangan rumah, bisnis, dan kendaraan. Arus listrik mengaktifkan semikonduktor yang mengandung dopan yang memberikan cahaya tampak ketika elektron melewatinya. LED menghasilkan sedikit panas berlebih, hemat energi, dan memiliki masa pakai yang lama.