所有物質(zhì)都是由原子構(gòu)成。在任何原子的中心都是一個很小的密集的核心叫原子核，圖8-1（a）表示了一個銅原子的原子核，它是由帶正電的粒子——質(zhì)子和中性粒子——中子共同組成的。環(huán)繞在原子核周圍的是旋轉(zhuǎn)的電子，它是帶負電的粒子。與其它所有的原子一樣，銅的原子含有等量的質(zhì)子和電子，因此，整個原子對外顯示的凈電荷是零。
在電子學中，我們主要感興趣的是離原子核最遠的軌道，稱為價原子軌道。以銅原子為例，它只有一個價電子，銅原子可以簡化表示為圖8-1（b）。這里，原子核和前三個軌道上的電子中和后剩下一個凈正電荷，這正好與一個價電子平衡。
導體是電子電路中基本的傳輸路徑。圖8-2表明了一根銅導線中的電子是如何流動的。一個銅原子包括一個帶正電荷的原子核和一個環(huán)繞在原子核周圍帶負電荷的電子。圖8-2僅簡單地畫出了最外層軌道上的電子，即價電子。因為價電子充當了載流子的作用，所以他非常重要。
即使一小段導線，它也包含了數(shù)以十億計的原子。每個原子都帶一個價電子。這些電子對原子核的依附作用小，十分容易移動。如果一個電動勢（電壓）加到導線上，價電子就會馬上響應并且開始向電源的正端漂移。因為有太多的價電子并且極易自由移動，我們可以想象巨大數(shù)量的電子被一個很小的電壓驅(qū)使，朝著給定的方向運動。銅是一種優(yōu)良的導體，它的電阻很小。
加熱銅導線將會改變它的電阻。因為導線變得越熱，價電子變得越活躍。它們移動得離原子核也更遠，并且它們移動的速度也更快。這種無規(guī)則運動增加了載流子向?qū)Ь€正端漂移過程中的碰撞機會，并增大了對電流流動的阻力。因此，當加熱時導線的電阻會增加。
所有的導體都表現(xiàn)出這種效應，當它們變熱后其導電能力下降，電阻增加。這樣的材料稱為具有正溫度系數(shù)。簡單地說，就是電阻和溫度之間的關(guān)系是正向的，即它們同時增大。
在電子學中銅是應用最廣泛的導體。導線大多是用銅做的，印刷板電路上也用銅箔來充當電路導體。銅是一種優(yōu)良的導體，并且容易焊接，是最常用的導電材料。
鋁也是一種優(yōu)良的導體，但是它沒有銅那么好。鋁更多是用在電力變壓器和輸電線中，而不是電子學中。鋁的價格比銅便宜，但不易焊接，而且在與其它金屬導體連接時更容易被腐蝕。
銀是最好的導體，它的電阻率最低，也容易焊接。但其高價使得銀不能像銅那樣廣泛使用。然而，鍍銀導線有時用在重要的電子電路中以便把電阻減到最小。
金也是一種優(yōu)良的導體。它非常穩(wěn)定，不像銅和銀那樣易被腐蝕。許多可調(diào)節(jié)和移動的接觸點是鍍金的，以便提高接觸點的可靠性。
與導體相反的物質(zhì)叫做絕緣體。在絕緣體中，價電子被其母原子緊緊束縛住，它們不容易自由移動，因此當加載電壓時，絕緣體只有很少電流或根本沒有電流。幾乎所有用在電子技術(shù)上的絕緣體都是由化合物制成。一些被廣泛運用的絕緣材料有橡膠、塑料、聚脂薄膜、陶瓷、特氟?。ň鬯姆蚁┖途郾揭蚁┑取?br>
一種物質(zhì)是否絕緣取決于它原子的排列。碳就是這樣一種物質(zhì)，圖8-3（a）表示的是金剛石結(jié)構(gòu)中碳原子的排列。這種晶體即金剛石的結(jié)構(gòu)，其價電子不能自由移動而形成載流子，故金剛石是絕緣體。圖8-3（b）展示的是碳排列成石墨結(jié)構(gòu)，這里，當加載一個電壓時價電子可以自由移動。金剛石和石墨都是由碳元素構(gòu)成的，一個是絕緣體，一個不是絕緣體，這看上去很奇怪，但又很簡單，僅僅是在物質(zhì)結(jié)構(gòu)中價電子是否被固定住。構(gòu)成石墨結(jié)構(gòu)的碳習慣上用于制作電阻器和電極。迄今為止，構(gòu)成金剛石結(jié)構(gòu)的碳還未用于制作電或電子器件。
關(guān)于電子學：
用于制作摻雜物、半導體和微波設備的材料
l 在微波設備中鎵砷化合物比硅要好，因為它的電子移動得更快；
l 用來做摻雜的物質(zhì)不止硼、砷；
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l 晶體無線接收機是半導體的早期應用。