Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ημιαγωγών από τους οποίους οι μηχανικοί μπορούν να επιλέξουν: έναν άμεσο ημιαγωγό και έναν έμμεσο. Και οι δύο λειτουργούν με διαφορετικούς τρόπους με τις ζώνες αγωγιμότητας και σθένους, οι οποίες είναι σημαντικές για την ηλεκτρική ενέργεια, αλλά και οι δύο προσπαθούν επίσης να βρουν την ελάχιστη διαφορά μεταξύ των δύο ζωνών. Ένας άμεσος ημιαγωγός χρησιμοποιείται όταν οι ζώνες σθένους και αγωγιμότητας έχουν την ίδια ορμή. Αυτός ο ημιαγωγός είναι σημαντικός στον ανασυνδυασμό ακτινοβολίας, στον οποίο ένα ηλεκτρόνιο μεταπηδά από τη μια ζώνη στην άλλη.
Στην επιστήμη της ενέργειας, ένας άμεσος ημιαγωγός λειτουργεί με δύο ζώνες. Η κάτω λωρίδα είναι γνωστή ως η ζώνη κολάρου. Αυτό αντιπροσωπεύει την ελάχιστη ποσότητα ενέργειας που έχει ένα ηλεκτρόνιο, επειδή το ηλεκτρόνιο εξακολουθεί να είναι δεσμευμένο σε ένα άτομο. αυτά τα ηλεκτρόνια έχουν πολύ μικρή ορμή. Η υψηλότερη από τις ζώνες είναι η ζώνη αγωγιμότητας. Αυτό συμβαίνει όταν το ηλεκτρόνιο ελευθερώνεται από ένα άτομο και είναι σε θέση να κινείται ελεύθερα σε ένα ατομικό πλέγμα, παράγοντας ενέργεια.
Ένας άμεσος ημιαγωγός χρησιμοποιείται για τον μετριασμό της ενέργειας από τη μια ζώνη στην άλλη. Για να διευκολύνει τη διαδικασία μετακίνησης των ηλεκτρονίων, ο ημιαγωγός βρίσκει τον συντομότερο δρόμο, ή τη διαδρομή με τη χαμηλότερη ποσότητα ενέργειας, ώστε ένα ηλεκτρόνιο να διαιρεθεί από τη ζώνη σθένους και να μεταπηδήσει στη ζώνη αγωγιμότητας. Η ευκολότερη διαδρομή μεταξύ των δύο είναι όταν η ζώνη αγωγιμότητας πέφτει προς τα κάτω και η ζώνη σθένους ανεβαίνει, δημιουργώντας ένα μικρό κενό μεταξύ των δύο ζωνών ενέργειας.
Ο άμεσος ημιαγωγός μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο εάν και οι δύο ζώνες εκτελούν αυτήν την κίνηση ταυτόχρονα. Αυτό σημαίνει ότι και οι δύο ζώνες πρέπει να έχουν την ίδια ορμή ηλεκτρονίων. Αυτό είναι συνηθισμένο κυρίως σε ηλεκτρονικά και συσκευές χαμηλής κατανάλωσης, επειδή δεν απαιτείται μεγάλη ορμή και οι ζώνες μπορούν συνήθως να κινούνται συγχρονισμένα.
Για να λειτουργήσει ο άμεσος ημιαγωγός, χρειάζεται να εμφανιστεί ένα ηλεκτρόνιο από τη ζώνη σθένους. Αυτό το κάνει να σκίσει μια τρύπα μέσα από τη ζώνη σθένους και η ενέργεια που προκύπτει γίνεται φωτόνιο. Ταυτόχρονα, η ζώνη αγωγιμότητας πέφτει προς τα κάτω για να δεχθεί την ενέργεια, επειδή κινείται από τη ζώνη σθένους και μέσω του ημιαγωγού.
Ένας έμμεσος ημιαγωγός είναι παρόμοιος με έναν άμεσο, αλλά η διαφορά βρίσκεται στο πώς κινούνται οι δύο ζώνες. Σε αυτό το σχήμα, οι ζώνες σθένους και αγωγιμότητας κινούνται χωριστά, επομένως το σθένος θα εμφανιστεί σε ένα σημείο, ενώ η αγωγιμότητα θα κατέβει αργότερα. Ο έμμεσος ημιαγωγός παίρνει το φορτίο από τη ζώνη σθένους, το συγκρατεί και περιμένει να πέσει η ζώνη αγωγιμότητας για να εναποθέσει την ενέργεια.