On olemassa kaksi päätyyppistä puolijohdetta, joista insinöörit voivat valita: suora puolijohde ja epäsuora. Molemmat toimivat eri tavoin johtavuus- ja valenssikaistoilla, jotka ovat tärkeitä sähköenergiassa, mutta molemmat yrittävät myös löytää minimaalisen eron näiden kahden kaistan välillä. Suoraa puolijohdetta käytetään, kun valenssilla ja johtavuuskaistoilla on sama vauhti. Tämä puolijohde on tärkeä säteilyrekombinaatiossa, jossa elektroni hyppää kaistalta toiselle.
Energiatieteessä suora puolijohde toimii kahdella kaistalla. Alempi nauha tunnetaan valance -bändinä. Tämä edustaa elektronin minimaalista energiamäärää, koska elektroni on edelleen sitoutunut atomiin; näillä elektroneilla on hyvin vähän vauhtia. Kaistaleista ylempi on johtava kaista. Tämä tapahtuu, kun elektroni vapautuu atomista ja pystyy liikkumaan vapaasti atomiristikossa tuottamaan energiaa.
Suoraa puolijohdetta käytetään vähentämään energiaa yhdeltä kaistalta toiselle. Elektronien siirtoprosessin helpottamiseksi puolijohde löytää lyhyimmän tien tai polun, jolla on pienin energiamäärä, jotta yksi elektroni jakautuu valenssikaistalta ja hyppää johtavuuskaistalle. Helpoin reitti näiden kahden välillä on, kun johtava nauha putoaa alas ja valenssinauha nousee ylös, mikä luo pienen aukon kahden energiakaistan väliin.
Suoraa puolijohdetta voidaan käyttää vain, jos molemmat kaistat suorittavat tämän liikkeen samanaikaisesti. Tämä tarkoittaa, että molemmilla kaistoilla on oltava sama elektronimomentti. Tämä on yleistä enimmäkseen pienitehoisessa elektroniikassa ja laitteissa, koska vauhtia ei tarvita paljon ja kaistat voivat yleensä liikkua synkronoituna.
Jotta suora puolijohde toimisi, elektronin täytyy nousta valenssikaistalta. Tämä saa sen repimään reiän valenssikaistan läpi ja tuloksena olevasta energiasta tulee fotoni. Samaan aikaan johtuskaista putoaa alas hyväksymään energiaa, koska se liikkuu valenssikaistalta ja puolijohteen läpi.
Epäsuora puolijohde on samanlainen kuin suora, mutta ero löytyy kahden kaistan liikkumisesta. Tässä kaaviossa valenssi- ja johtumiskaistat liikkuvat erikseen, joten valenssi nousee yhteen pisteeseen, kun taas johtuminen laskee myöhemmin. Epäsuora puolijohde ottaa varauksen valenssikaistalta, pitää sitä ja odottaa, että johtuskaista putoaa energian tallettamiseksi.