常用的半導體材料有鍺和矽
本徵半導體：將半導體材料提純後形成的完全純淨、具有晶體結構的半導體。
其特點：在獲得一定能量（溫度增高、受光照等）後，晶體的價電子即可擺脫原子核的束縛（電子受到激發），成為自由電子，同時共價鍵中留下的空位稱為空穴。
雜質半導體
在本徵半導體中摻入微量的雜質，所形成的半導體材料。
根據摻入的雜質不同，雜質半導體可以分為n型和p型兩大類。
n型半導體中摻入的雜質為磷或其他五價元素，自由電子成為多數載流子，空穴則成為少數載流子。
p型半導體中摻入的雜質為硼或其他三價元素，空穴成為多數載流子，而自由電子則成為少數載流子。
應當注意，不論是n型半導體還是p型半導體，雖然都有一種載流子占多數，但整個晶體仍然是電中性的。
pn結的形成
根據擴散原理，空穴要從濃度高的p區向n區擴散，自由電子要從濃度高的n區向p區擴散，並在交介面發生復合，形成載流子極少的正負空間電荷區，也就是pn結，又叫耗盡層。
少數載流子在內電場作用下有規則的運動稱為漂移運動。這裡，擴散和漂移是相互聯絡，又是相互矛盾的。在一定條件下，多數載流子的擴散運動逐漸減弱，而少數載流子的漂移運動則逐漸增強，最後兩者達到動態平衡，空間電荷區的寬度基本上穩定下來，pn結就處於相對穩定的狀態。
pn結具有單向導電的特性：
如果在pn結上加正向電壓，外電場與內電場的方向相反，擴散與漂移運動的平衡被破壞。外電場驅使p區的空穴進入空間電荷區抵消一部分負空間電荷，空間電荷區變窄，內電場被削弱，多數載流子的擴散運動增強，形成較大的擴散電流。在一定範圍內，外電場愈強，正向電流愈大，這時pn結呈現的電阻很低，即pn結處於導通狀態。
反之，如果在pn結上加反向電壓，外電場驅使空間電荷區兩側的空穴和自由電子移走，於是空間電荷區變寬，內電場增強，使多數載流子的擴散運動減弱，加強了少數載流子的漂移運動，形成由n區流向p區的反向電流。但由於少數載流子數量很少，因此反向電流不大，pn結的反向電阻很高，pn結處於截止狀態。即，pn結具有單向導電性。
pn結的電流和電壓的關係通式為：
其中，id為流過pn結的電流，u為pn結兩端的電壓，ut=kt/q稱為溫度電壓當量，其中，k為波爾茲曼常數，t為絕對溫度，q為電子電量，特別的，在室溫下（300k）時ut=26mv，is為反向飽和電流。
對應的伏安特性曲線為：
半導體二極體
二極體的伏安特性曲線
二極體的主要引數：
最大整流電流ifｍ 、最大反向工作電壓uｂr、反向飽和電流ir、 最高工作頻率fm 、二極體的交流電阻rd 、二極體的極間電容。
二極體電路分析：
定性分析：判斷二極體的工作狀態：導通或截止
若二極體是理想的，正嚮導通時正向管壓降為零，反向截止時二極體相當於斷開，
否則，正向管壓降矽0.6~0.7v、鍺0.2~0.3v
分析方法：將二極體斷開，分析二極體兩端電位的高低或所加電壓ud的正負。
若 ud為正，二極體導通
若 ud為負，二極體截止
例: 電路如圖，求：uab
取 b 點作參考點，v1 陽 =－6 v，v2 陽 =0 v ，v1 陰 = v2 陰 ，由於v2 陽電壓高，因此vd2導通。若忽略二極體正向壓降，二極體vd2可看作短路，uab = 0 v ，vd1截止。
例： 二極體是理想的，試畫出 uo 波形。
ui > 8v 二極體導通，可看作短路 uo = 8v
ui < 8v 二極體截止，可看作開路 uo = ui
晶體三極體
電晶體的輸入、輸出特性曲線
其中，輸出曲線分為三部分，截止區：發射結電壓小於開啟電壓且集電結反偏；放大區：發射結正偏，發射結電壓大於開啟電壓且集電結反偏；飽和區：發射結與集電極都是正偏。
電晶體的主要引數交流引數：β、α、ft
直流引數： icbo、 iceo
場效電晶體
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