Ada dua jenis semikonduktor utama yang dapat dipilih oleh para insinyur: semikonduktor langsung dan semikonduktor tidak langsung. Keduanya bekerja dengan cara yang berbeda dengan pita konduksi dan valensi, yang penting dalam energi listrik, tetapi keduanya juga berusaha untuk menemukan perbedaan minimal antara kedua pita. Semikonduktor langsung digunakan ketika pita valensi dan pita konduksi memiliki momentum yang sama. Semikonduktor ini penting dalam rekombinasi radiasi, di mana elektron melompat dari satu pita ke pita lainnya.
Dalam ilmu energi, semikonduktor langsung bekerja dengan dua pita. Pita bawah dikenal sebagai pita kelambu. Ini menunjukkan jumlah energi minimal yang dimiliki elektron, karena elektron masih terikat pada atom; elektron ini memiliki momentum yang sangat kecil. Pita yang lebih tinggi adalah pita konduksi. Ini terjadi ketika elektron dibebaskan dari atom dan dapat bergerak bebas dalam kisi atom, menghasilkan energi.
Semikonduktor langsung digunakan untuk mengurangi energi dari satu pita ke pita lainnya. Untuk mempermudah proses perpindahan elektron, semikonduktor menemukan cara terpendek, atau jalur dengan jumlah energi terendah, bagi satu elektron untuk membelah dari pita valensi dan melompat ke pita konduksi. Jalur termudah antara keduanya adalah ketika pita konduksi turun dan pita valensi muncul, menciptakan celah kecil antara dua pita energi.
Semikonduktor langsung hanya dapat digunakan jika kedua pita melakukan gerakan ini secara bersamaan. Ini berarti kedua pita harus memiliki momentum elektron yang sama. Hal ini umum terjadi terutama pada perangkat dan elektronik berdaya rendah, karena tidak banyak momentum yang diperlukan dan pita biasanya dapat bergerak secara sinkron.
Agar semikonduktor langsung bekerja, sebuah elektron harus keluar dari pita valensi. Ini menyebabkannya merobek lubang melalui pita valensi, dan energi yang dihasilkan menjadi foton. Pada saat yang sama, pita konduksi turun untuk menerima energi, karena ia bergerak dari pita valensi dan melalui semikonduktor.
Semikonduktor tidak langsung mirip dengan semikonduktor langsung, tetapi perbedaannya terletak pada bagaimana kedua pita bergerak. Pada skema ini, pita valensi dan pita konduksi bergerak secara terpisah, sehingga valensi akan naik pada satu titik, sedangkan konduksi akan turun kemudian. Semikonduktor tidak langsung mengambil muatan dari pita valensi, menahannya dan menunggu pita konduksi turun untuk menyimpan energi.