1、基本概念
有一类物质常温下其导电能力处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗（Ge）、硅（Si）、砷化镓（GaAs）和一些硫化物、氧化物等 。
2、半导体的电性
热敏性：环境温度升高时，导电能力显著增强（可做成温度敏感元件，如热敏电阻）
光敏性：受到光照时，导电能力明显变化（可做成各种光敏元件）
掺杂性：在纯净的半导体中，掺入适量的杂质，会使半导体的导电能力有成百万倍的增长
人们正是通过掺入某些特定的杂质元素，人为地、精确地控制半导体的导电能力，将其制造成各种性质、用途的半导体器件（如二极管和三极管、场效晶体管、晶闸管以及集成电路等）。
3、本征半导体
本征半导体（intrinsic semiconductor）是指完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体，一般是指其导电能力主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。典型的本征半导体有硅(Si)、锗(Ge)及砷化镓(GaAs)等。每一个原子均和周边的四个原子构成四个共价键。
本征导电
电子空穴对
在绝对零度温度下，半导体的价带（valence band）是满带（见能带理论），受到光电注入或热激发后，价带中的部分电子会越过禁带（forbidden band/band gap）进入能量较高的空带，空带中存在电子后成为导带（conduction band），价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位，称为空穴（hole），导带中的电子和价带中的空穴合称为电子－空穴对。上述产生的电子和空穴均能自由移动，成为自由载流子（free carrier），它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流，分别称为电子导电和空穴导电。在本征半导体中，这两种载流子的浓度是相等的。随着温度的升高，其浓度基本上是按指数规律增长的
复合
导带中的电子会落入空穴，使电子－空穴对消失，称为复合（recombination）。复合时产生的能量以电磁辐射（发射光子photon）或晶格热振动(发射声子phonon)的形式释放。在一定温度下，电子－空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡，此时本征半导体具有一定的载流子浓度，从而具有一定的电导率。加热或光照会使半导体发生热激发或光激发，从而产生更多的电子－空穴对，这时载流子浓度增加，电导率增加。半导体热敏电阻和光敏电阻等半导体器件就是根据此原理制成的。
4、杂质半导体
杂质半导体：在本征半导体中掺入特定的杂质，就成为了杂质半导体。与本征半导体相比，杂质半导体的导电能力发送了质的变化，大大的提高了导电能力。杂质半导体分为N型半导体和P型半导体。
5、N型半导体
施主原子。所以在N型半导体中，电子的浓度大大高于空穴的浓度，主要靠电子导电，所以被称为电子型半导体/N型半导体，N是nagative的意思，N型半导体中的电子被称为多数载流子，空穴被称为少数载流子。
6、P型半导体
杂质元素对外呈现负电荷，形成负离子，同时生成一个空穴。所以在P型半导体中，空穴的浓度远远大于电子的浓度。主要靠空穴导电，所以被称为空穴型半导体/P型半导体，P是positive的意思。3价杂质原子起着接受电子的作用，被称为受主原子。P型半导体中的空穴被称为多数载流子，电子被称为少数载流子
总结：在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要决定掺入的杂质浓度，少数载流子的浓度与温度相关。如N型中的杂质磷越多，那么多数载流子越多，浓度就越高。空穴是少数载流子，已经形成了共价键，所以跟温度关系比较大（就跟本征半导体的一样）。
注意：无论是P型还是N型半导体，总体的仍然还是保持的电中性。
7、PN结
将半导体的一侧掺杂P型半导体，另一侧掺杂N型半导体，在交界处会形成一个PN结。
在交界处的电子和空穴的浓度相差较大，所以N区中的自由电子会向P区扩散，同时，P区中的空穴也会向N区扩散（扩散是因为浓度差）。于是就在交界面两侧形成一个不能移动的，正，负离子形成的空间电荷区，也就是PN结。由于空间电荷区缺少可以自由运动的载流子，所以又称为耗尽区。
由于多数载流子的扩散运动，电子和空穴因复合而消失。空间电荷区只剩下不能参加导电的正，负离子，破坏了P区和N区的电中性，所以P区带负电，N区带正电，两者之间产生了电位差U，称为电位壁垒。电场方向为：N区——>P区，也被称为内电场。内电场的作用是阻止多数载流子继续扩散，利于少数载流子的运动(漂移运动），内电场也被称为阻挡层。
在PN结中，扩散是因为浓度差（多子向少子运动），漂移是指的载流子在电场作用下的定向运动。
当不存在外加电压时，由于PN结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。
