在物理学中,按照到点的能力,可以将他们分为导体和绝缘体两大类.导体中有大量的自由电子,加上电场后,自由电子运动,形成电流,因此,导体的电阻率很小,导电能力很强.绝缘体中自由电子很少,加上电场之后,几乎没有电流形成,因此它的电阻率很大.除这两类外,还有一种导电能力介于两种之间的物质,这就是半导体,如硅,砷化镓等等.半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料.无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的.今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连.常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种.材料的导电性是由导带中含有的电子数量决定.当电子从价带获得能量而跳跃至导电带时,电子就可以在带间任意移动而导电.一般常见的金属材料其导电带与价电带之间的能隙非常小,在室温下电子很容易获得能量而跳跃至导电带而导电,而绝缘材料则因为能隙很大(通常大于9电子伏特),电子很难跳跃至导电带,所以无法导电.一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特,介于导体和绝缘体之间.因此只要给予适当条件的能量激发,或是改变其能隙之间距,此材料就能导电.半导体通过电子传导或電洞傳导的方式传输电流.电子传导的方式与铜线中电流的流动类似,即在电场作用下高度电离的原子将多余的电子向着负离子化程度比较低的方向传递.電洞导电则是指在正离子化的材料中,原子核外由于电子缺失形成的“空穴”,在电场作用下,空穴被少数的电子补入而造成空穴移动所形成的电流(一般称为正电流).
