电子半导体是导电性介于导体与绝缘体之间的材料,其导电能力可通过掺杂、温度或光照调控。主要材料为硅(Si)和锗(Ge),其中硅因形成高质量二氧化硅绝缘层且漏电流低,成为集成电路主流材料,占全球半导体95%以上。
半导体分为本征和杂质两类。本征半导体为纯净晶体,电子与空穴成对存在,导电性弱。杂质半导体通过掺杂改性:掺入五价元素(如磷)形成N型半导体,自由电子为多数载流子,靠电子导电;掺入三价元素(如硼)形成P型半导体,空穴为多数载流子,靠空穴导电。
P型与N型半导体结合形成PN结,具有单向导电性——正向导通、反向截止,是二极管、晶体管等器件的基础。