本征半导体与非本征半导体
值得注意的是，现代电子学是基于一种材料，半导体。半导体是在导体和绝缘体之间具有中间导电性的材料。半导体材料甚至在20世纪40年代半导体二极管和晶体管发明之前就已应用于电子领域，但在那之后，半导体在电子学领域得到了广泛的应用。1958年，德州仪器公司的杰克·基尔比发明了集成电路，使半导体在电子领域的应用达到了前所未有的水平。
自然半导体由于有自由载流子而具有导电性。这样的半导体，一种材料，自然地表现出半导体的性质，被称为本征半导体。为了发展先进的电子元件，通过添加材料或元素来提高半导体的导电性，这增加了半导体材料中的载流子数量。这种半导体被称为非本征半导体。
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任何材料的导电性都是由热搅拌释放到导带上的电子引起的。在本征半导体的情况下，释放的电子数相对低于金属，但比绝缘体中的要多。这使得通过材料的电流传导性非常有限。当材料的温度升高时，更多的电子进入导带，因此半导体的导电率也随之增加。半导体中有两种电荷载流子，一种是释放到价带中的电子，另一种是空穴轨道。本征半导体中的空穴和电子数相等。空穴和电子都有助于电流的流动。当施加电位差时，电子向高电位移动，空穴向低电位移动。
有许多材料起半导体的作用，有些是元素，有些是化合物。硅和锗是具有半导体性质的元素，而砷化镓是一种化合物。通常，第四族元素和第三和第五族元素的化合物，如砷化镓、磷化铝和氮化镓，显示出固有的半导体性质。
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通过添加不同的元素，可以改善半导体的性能，以传导更多的电流。添加过程称为掺杂，而添加的材料称为杂质。杂质增加了材料中载流子的数量，使得导电性更好。根据所提供的载体，杂质分为受体和供体。施主是在晶格中有未结合电子的材料，而受主是在晶格中留下空穴的材料。对于Ⅳ族半导体，Ⅲ族元素硼、铝为受主，V族元素磷、砷为供体。对于II-V族化合物半导体，硒、碲为供体，铍、锌、镉为受体。
如果加入一些受主原子作为杂质，空穴的数量会增加，材料的正电荷载流子也会比以前多。因此，掺杂受主杂质的半导体称为正型或P型半导体。同样地，掺杂施主杂质的半导体，使材料中的电子过剩，称为负型或N型半导体。
半导体用于**不同类型的二极管、晶体管和相关元件。激光、光伏电池（太阳能电池）和光电探测器也使用半导体。
- 未掺杂的半导体称为本征半导体，而掺杂杂质的半导体材料称为外本征半导体。
- 在本征半导体中，正电荷载流子（空穴）和负电荷载流子的数目是相等的，而加入杂质则改变了载流子的数目，因此在非本征半导体中是不相等的。
- 本征半导体的导电率相对低于外本征半导体。
