Semiconductor se refiere a un material cuya conductividad se puede controlar desde el aislante hasta el conductor. No importa desde la perspectiva de la ciencia y la tecnología o del desarrollo económico, la importancia de los semiconductores es muy grande. La mayoría de los productos electrónicos actuales, como ordenadores, teléfonos móviles o grabadoras digitales, están estrechamente relacionados con los semiconductores. Los materiales semiconductores comunes incluyen silicio, germanio, arseniuro de galio, etc., y el silicio es uno de los materiales semiconductores más influyentes en las aplicaciones comerciales.
La conductividad de un material está determinada por el número de electrones contenidos en la banda de conducción. Cuando los electrones obtienen energía de la banda de valencia y saltan a la banda conductora, pueden moverse libremente entre las bandas y conducir electricidad. La brecha de energía entre la banda conductora y la banda de valencia de los materiales metálicos comunes es muy pequeña. A temperatura ambiente, los electrones obtienen energía fácilmente y saltan a la banda conductora para conducir electricidad. Sin embargo, es difícil que los materiales aislantes salten a la banda conductora debido a la gran brecha de energía (generalmente mayor a 9 electronvoltios), por lo que no pueden conducir electricidad.
La brecha de energía de un material semiconductor general es de aproximadamente 1 a 3 electronvoltios, que se encuentra entre un conductor y un aislante. Por lo tanto, el material puede conducir electricidad siempre que sea excitado por energía en condiciones apropiadas o se cambie el espacio de su brecha de energía.
Los semiconductores transmiten corriente a través de conducción de electrones o conducción de huecos. La forma de conducción de los electrones es similar al flujo de corriente en un alambre de cobre, es decir, bajo la acción de un campo eléctrico, los átomos altamente ionizados transfieren el exceso de electrones en la dirección con un bajo grado de ionización negativa. La conducción de huecos se refiere a la corriente (generalmente denominada corriente positiva) formada por los "agujeros" formados por la ausencia de electrones fuera del núcleo atómico en materiales ionizados positivamente. Bajo la acción de un campo eléctrico, los huecos se llenan con una pequeña cantidad de electrones y hacen que los huecos se muevan.
