Semiconductor se referă la un material a cărui conductivitate poate fi controlată de la izolator la conductor. Indiferent din perspectiva științei și tehnologiei sau a dezvoltării economice, importanța semiconductorilor este foarte mare. Majoritatea produselor electronice de astăzi, cum ar fi computerele, telefoanele mobile sau înregistratoarele digitale, sunt strâns legate de semiconductori. Materialele semiconductoare comune includ siliciu, germaniu, arseniura de galiu etc., iar siliciul este unul dintre cele mai influente materiale semiconductoare în aplicațiile comerciale.
Conductivitatea unui material este determinată de numărul de electroni continuți în banda de conducție. Când electronii primesc energie din banda de valență și sar în banda conductivă, electronii se pot mișca liber între benzi și pot conduce electricitatea. Diferența de energie dintre banda conductivă și banda de valență a materialelor metalice obișnuite este foarte mică. La temperatura camerei, electronii sunt ușor de obținut energie și sar la banda conductivă pentru a conduce electricitatea. Cu toate acestea, materialele izolatoare sunt dificil de sărit la banda conductivă din cauza decalajului mare de energie (de obicei mai mare de 9 electroni volți), astfel încât nu pot conduce electricitatea.
Intervalul de energie al unui material semiconductor general este de aproximativ 1 până la 3 electroni volți, care se află între un conductor și un izolator. Prin urmare, materialul poate conduce electricitatea atâta timp cât este excitat de energie în condiții adecvate sau distanța dintre decalajul său de energie este modificată.
Semiconductorii transmit curent prin conducție electronică sau prin conductie de orificii. Modul de conducere a electronilor este similar cu fluxul de curent în firul de cupru, adică sub acțiunea câmpului electric, atomii puternic ionizați transferă electroni în exces în direcția cu grad scăzut de ionizare negativă. Conducerea orificiilor se referă la curentul (denumit în general curent pozitiv) format de „găurile” formate prin absența electronilor în afara nucleului atomic în materiale ionizate pozitiv. Sub acțiunea unui câmp electric, găurile sunt umplute de un număr mic de electroni și provoacă găurile să se miște.
