Półprzewodnik jest to materiał wykazujący w określonych warunkach własności izolatora (ciała nie przewodzącego elektryczności) a w innych - właściwości przewodnika prądu. Pod względem chemicznym półprzewodniki w zasadzie nie posiadają wolnych elektronów ostatniej powłoki (i dlatego są izolatorami), ale w warunkach odmiennych, przy dostarczeniu ich atomom dużej energii przez podgrzanie lub oświetlenie, pojawiają się wolne elektrony, opór ciała spada i w rezultacie prąd elektryczny może płynąć. Półprzewodnikami definiuje się też czasem jako substancje, których przewodnictwo elektryczne jest o kilka rzędów wielkości mniejsze niż dla metali. Popularnymi półprzewodnikami są krzem i german, oraz minerały: arsenek i antymonek galu,

Najważniejsze cechy półprzewodników:

a) bardzo silna zależność konduktywności od koncentracji domieszek;

b) występowanie dwóch rodzajów nośników prądu: elektronów i tzw. dziur.

Energia elektronów w krysztale może przyjmować wartości tylko z pewnych przedziałów (tzw. pasm), pomiędzy którymi istnieją przedziały energii zabronionej dla elektronów. Są to tzw. przerwy energetyczne. Najniżej położonym pasmem energii zapełnionym przez elektrony jest tzw. pasmo walencyjne.

W temperaturze zera bezwzględnego pasmo walencyjne jest całkowicie wypełnione elektronami, natomiast pasmo przewodnictwa pozbawione jest elektronów. W wyższych temperaturach, gdy energia ruchu cieplnego przewyższa wartość przerwy energetycznej, elektrony przechodzą do pasma przewodnictwa. Ilość takich elektronów rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Koncentracja elektronów w paśmie przewodnictwa (n) i dziur w

paśmie walencyjnym (p) zależna jest od stosunku , gdzie jest wartością przerwy energetycznej zależną od rodzaju materiału i stopnia domieszkowania półprzewodnika, według równań :

k- stała Boltzmana

T- temperatura [K]