自然界中存在着各种各样的物质，早期，人们按物质导电能力的强弱将它们分成导体和绝缘体两大类。随着科学技术的进步．J085F 人们发现自然界中还有一类物质，如硅、锗、硒、硼及其一部分化合物等，它们的导电能力介于导体和绝缘体之间，故称为半导体。导体具有良好的导电性，如金、银、铜、铝和铁等金属材料很容易导电，称为导体。绝缘体就是不能导电的物体，如陶瓷、云母、塑料、橡胶等物质很难导电，称为绝缘体。绝缘体具有良好的绝缘性。导体和绝缘体都是很好的电工材料。用导体制成电线，用绝缘体来防止电的浪费和保障安全。
    半导体在很长时间不被人们重视，因为它的导电性能不好，绝缘性能又差。然而随着科学实践的深入，人们对它产生了越来越浓厚的兴趣。这是因为它具有一些可以被人们所利用的奇妙特性。它的导电能力在不同的条件下有显著的差异。例如，当有些半导体受到热或光的激发时，导电能力将明显增强。又如，在纯净的半导体中掺以微量“杂质”元素，半导体的导电能力将猛增到几千、几万乃至上百万倍。人们就是利用半导体的热敏、光敏特性制作成半导体热敏元件和光敏元件。人们利用半导体的掺杂特性制造了种类繁多，具有不同用途的半导体器件，如晶体二极管、晶体三极管和场效应管等。目前，制作半导体器件的主要材料是硅(Si)和锗(Ge)。总之，半导体在不同情况下，导电能力会有很犬差别。其特性总结如下：①掺杂：在纯净的半导体中适当地掺入极微量（百万分之一）的杂质，就可以引起其导电能力成百万倍的增加。②温度：当温度稍有变化时，半导体的导电能力就会有显著变化。如温度稍有增高，半导体的电阻率就会显著减小。同理，光照也会影响半导体的导电能力。
    半导体材料导电能力变化的性质，取决于半导体材料的内部结构和导电机理。由化学知识可知，物质的导电能力主要是由原子结构来决定。导体一般为低价的元素，这些元素的最外层电子很容易挣脱原子核的束缚而成为游离的自由电子，这些自由电子在外电场的作用下，将作定向移动形成电流。绝缘体是高价元素或由高分子材料组成的，这些物质共同的特点是：最外层电子处于稳定结构，受原子核的束缚力很强，很难成为自由电子，所以自由电子的数目非常少，导电能力极差。
    常用的半导体材料硅(Si)和锗(Ge)均是四价元素，硅原子核外有14个带负电的电子围绕带正电的原子核运动，并按一定的规律分布在三层电子轨道上。锗原子核外32个带负电的电子围绕带正电的原子核运动，并按一定的规律分布在四层电子轨道上。由于原子核带正电，与电子电量相等，故正常情况下愿子呈中性。由于内层电子受核的束缚较大，很少有离开运动轨道的可能，故结构稳定；而外层电子受原子核的束缚较小，叫做价电子。硅、锗都有四个价电子，故都是四价元素，处于半稳结构，硅原子结构简化图如图1-1所示，它们的最外层电子既不像导体那样容易挣脱原子核的束缚成为自由电子，也不像绝缘体那样被原子核束缚得那么紧，动弹不得，没有自由电子，所以半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。