Властивості  провідників  і   ізоляторів   дуже   різко   відрізняються   між собою. Проміжне місце між провідниками і ізоляторами займають напівпровідники.  Якщо   для   провідників   питомий   опір   має   значення  від 10^-8  до 10^-5 Ом*м, для діелектриків – від 10⁹ до 10¹⁶ Ом*м, то для напівпровідників   ці   значення   будуть   від   10^-5   до   10⁹   Ом*м.   Отже

матеріали,   питомий   опір   яких   більший,   ніж   у   металів,   але   менший ніж   у   ізоляторів   називаються   напівпровідниками.

До напівпровідників належать германій, кремній, оксиди, сульфіди, телуриди металів. Найбільш   широке   застосування   мають   германій , кремній  і   селен.

Зауважимо, що опір будь-якого матеріалу залежить від його чистоти. Домішки у металах   приводять   до   збільшення   його опору. У діелектриках  домішки ведуть   до   зменшення  опору.  У  напівпровідниках   домішки   також  приводять   до  зменшення опору. Спеціально   підбираючи   домішки,   можна  змінювати опір   напівпровідника   у   широких межах і у потрібному напрямі. Тому домішкові   напівпровідники  мають   широке   застосування.

Розглянемо структуру кристалу напівпровідника. На зовнішньому  електронному шарі атома є чотири валентні електрони. За рахунок таких електронів кристалічна решітка утворена ковалентним зв’язком. Тому при температурі абсолютного нуля між вузлами решітки немає вільних електронів. При цих умовах напівпровідник є абсолютним ізолятором. Але ковалентний зв’язок може бути порушений при підвищенні температури. При цьому ковалентні  зв’язки розриваються і електрони вивільняються. Поява таких електронів приводить до виникнення провідності у даного кристалу. При кімнатній температурі у кристалах германію, кремнію і селену  вже є вільні електрони. Тобто носіями заряду в напівпровідниках є електрони. Але при розривах ковалентних зв’язків і виході електрона в оболонці атома залишається вакантне місце. Це місце називають діркою. Дірці приписують позитивний заряд. При переміщенні електронів між вузлами решітки дірку може зайняти будь-який електрон, але при цьому вона утвориться в іншому місці. Тому дірки у напівпровіднику здійснюють такий самий хаотичний рух, як і електрони. Так як рухома дірка має позитивний заряд, то вона також є носієм заряду у напівпровіднику. Отже у напівпровідниках є два види носіїв заряду – електрони і дірки.   Тому   провідність    напівпровідників    є    електронно-діркова.

Якщо   напівпрвідник   не   має   домішок,   то  кількість дірок і електронів у ньому однакова. Провідність такого напівпровідника називається власною  провідністю.

Крім температури, на створення власної провідності впливає також освітлення напівпровідника деякими видами опромінювання. Як і температура, освітлення також   зменшує   опір   напівпровідника.  Отже   на   відміну   від   провідників,

опір напівпровідників   зменшується   із збільшенням температури та освітленості.

Залежність провідності напівпровідника від температури використовується у напівпровідникових термоопорах,   а   залежність   провідності   від   освітлення – у   фотоопорах.

Широке застосування мають домішкові напівпровідники. Домішками служать елементи третьої та п’ятої груп таблиці Менделєєва, такі як індій, фосфор,   миш’як,   алюміній  і  інші.

Розглянемо утворення домішкових напівпровідників. Нехай у кристалі германію  один або кілька атомів замінено на атоми 5-ти валентного миш’яку. Тоді   для  утворення  ковалентного   зв’язку   у   кристалі   атом   домішки   віддає 4   валентні електрони, а п’ятий електрон є вільним і може переміщуватися між вузлами решітки. Такі вільні електрони виникають від кожного атома домішки. При розривах ковалентних зв’язків утворюються ще і власні носії заряду електрони і дірки в однакових кількостях. Тому в цілому у кристалі  кількість електронів буде переважати над кількістю дірок. Провідність такого кристалу називають провідністю n – типу або електронною, а сам кристал називають  напівпровідником   n – типу.  

Домішка,  яка  створила  провідність  n – типу,  називається    донорною     домішкою    або    домішкою   n – типу.

Якщо у кристал германію внести елемент  3 –ої   групи , наприклад  індій, то для створення ковалентного зв’язку індій віддасть лише три електрони, які є на його зовнішньому шарі. Для зв’язку з четвертим електроном індій позичає електрон у одного із своїх сусідів. При цьому у сусідньому атомі виникає дірка. Кількість таких дірок залежить від кількості домішкових атомів. При розривах власних зв’язків виникають власні електрони і дірки, але тепер загальна кількість дірок перевищує кількість електронів. Так створюється переважаюча   діркова провідність, яку називають   провідністю p – типу, а сам напівпровідник – напівпровідником   p - типу.

Домішку,  яка  створила  провідність p -  типу,   називають  акцепторною  домішкою  або  домішкою   p – типу.

Розглянемо  властивості  контакту  двох  напівпровідників  з  різними   типами    провідності    n-типу    і    p-типу  .

Ділянка  на  межі  поділу  двох  напівпровідників  з  різними    типами провідності    називається    p-n- переходом.

При зіткненні цих двох кристалів їхні носії струму починають переміщуватися назустріч одні одним. При цьому в ділянці переходу виникає електричне поле, яке припиняє дальше переміщення зарядів. На межі поділу виникає різниця потенціалів.

Утворений   перехід   має дуже великий опір, його ширина велика і становить  10^-6 м.

     При   вмиканні   кристала  в   електричне  коло   так,  щоб  до  напівпровідника

p-типу   був   під’єднаний  позитивний  полюс  джерела,  а   до   напівпровідника

n-типу – негативний, електричне зовнішнє поле послабить власне поле p-n – переходу і це приведе до збільшення його провідності і до зменшення ширини цього переходу. При цьому через перехід потече великий струм. Такий струм називається прямим струмом, а включення переходу – прямим включенням. При зміні полярності джерела  зовнішнє поле підсилює власне поле переходу. При цьому ширина переходу зростає,  його опір також зростає, а провідність зменшується. При такому включенні струм через перехід не тече. Таке включення   називається   зворотнім   включенням.  Графічно описаний процес   можна    зобразити   графіком    залежності  струму  через   p-n – перехід від   прикладеної   зовнішньої напруги, тобто   вольт-амперною    характеристикою  ( ВАХ ) . Цей графік показує, що p-n- перехід володіє односторонньою   провідністю ( вентильною ). Це   означає,   що   p-n- перехід   пропускає  струм  в   одному   напрямі    і  не    пропускає    його   в    зворотньому.

Одностороння провідність p-n- переходу зробила його незамінним у радіоелектронній техніці. Якщо помістити p-n- перехід у корпус, то це буде напівпровідниковий діод. Його використовують для випрямлення змінного струму у постійний. Такий діод замінив вакуумного діода. Перевага напівпровідникового діода у його мініатюрних розмірах і у більшому строкові експлуатації.

Властивість односторонньої провідності  p-n- переходу використовують у напівпровідникових підсилювачах електричних сигналів. Напівпровідникові прилади, призначені для підсилення змін напруги і струму, називаються напівпровідниковими   транзисторами.

Мікроелектронний   пристрій, всі   елементи  якого електрично  зв’язані  між собою так, що пристрій становить одне ціле називається мікросхемою. Мікросхеми призначені для виконання найрізноманітніших функцій в радіоелектронних  пристроях. Особливостями  мікросхем  є те, що на невеличкій площі ( кристалі або плівці ) розміщується велика кількість  електронних  елементів,  з’єднаних  між  собою  в  складну  схему.