自然界的物質(zhì)，就其導(dǎo)電性能，大致分為三類：一類是導(dǎo)電性能良好的物質(zhì)叫導(dǎo)體，如銀、銅、鋁、鐵等金屬；另一類是在一般條件下不能導(dǎo)電的物質(zhì)叫絕緣體，如陶瓷、塑料、橡膠、玻璃等；還有一類物質(zhì)，其導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間稱之為半導(dǎo)體，如硅、鍺、砷化鎵等。
物質(zhì)的導(dǎo)電性能之所以不同，根本原因在于構(gòu)成各種物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)不同，原子和原子間的結(jié)合方式也各不相同。
在導(dǎo)體中，原子的最外層電子受原子核的吸引力小，它們很容易掙脫原子核的束縛成為自由電子。在外電場的作用下，這些自由電子能作定向移動形成電流。對絕緣體來說，原子的最外層電子受原子核的吸引力大，一般情況下，這們不能掙脫原子核的束縛成為自由電子，所以這類物質(zhì)幾乎不能導(dǎo)電。對于半導(dǎo)體來說，最外層電子所受的原子核的束縛力，既不象導(dǎo)體那樣小，也不象絕緣體那樣大，這就決定了它的導(dǎo)電性能介于兩者之間。
圖7.1.1(a)、(b)所示為常見的半導(dǎo)體材料硅和鍺的原子結(jié)構(gòu)示意圖，它們分別有14個和32個電子，但最外層均為4個價電子。內(nèi)層電子與原子核結(jié)合很緊，可以把它們看成一個整體，稱為慣性核。為了討論方便，我們把圖7.1.1(a)、(b)都簡化成圖7.1.1(c)所示的形式。