半导体是比阻数值介于金属和绝缘体之间的固体的统称，半导体最突出的特徵是比阻受温度的影响极大，而且是温度升高，比阻减小，自然界中存在有许多不同种类的半导体，但是到现在为止，只有其中少数几种能实际应用。
“锗”是一种典型的具有半导电性质的元素，用锗不仅制成了整流器和检波器，而且还制成了晶体放大器——锗三极管。用锗三极管作为例子来说明电流在半导体中通过发生作用的情况最为恰当。因此，以下我们就讨论锗的性能。
锗晶体的点阵结构
在锗的结晶里，各原子间有一种力量互相束缚。这种力量的发生可用氢分子的形成作为例子来加以解释。
我们知道通常氢气分子是由两个氢原子所组成，这是因为氢原子含有一个带正电的核——质子——和一个在一定轨道上环绕质子旋转带负电的电子。当两个氢原子相互间距离极小时，两原子的电荷间的相互作用就很大，影响电子环绕原子核的运动，并使两个原子就互相束缚着成为一个整体。图1表明这时两个原子核和两个电子的一种可能的分布情形。在这种情况下，两正原子核有互相推拒的力量，而对在公共轨道上旋转的两个电子又有吸引力量，因此成为稳定的平衡状态。
两个电子形成的电子束缚最稳定。从理论上可以证明，如果少掉一个电子，束缚力就减小；如果增加更多的电子，束缚力实际也不增大。
锗晶体的形成，也靠了原子间的束缚力。锗原子共含有32个电子，但其最外壳上只有四个电子。其余的电子和原子核紧紧地束缚在一起，形成一个稳定的“原子根”，带有4个正电荷。锗的每个原子都极力要和另外四个原子形成相互束缚的关系。
图2是锗晶体点阵的结构。点阵中每个原子被距离相等的四个最邻近的原子包围着，每个原子所在的位置称为给点。一块晶体的每个结点上都有原子，既没有空余的结点，也没有多余的原子，称为理想晶体。
理想半导体的导电性
图3用图解方式表明一块锗晶体内原子相互束缚的点阵结构。两原子间的束缚力用双线表示，每一条线相当于一个电子起作用。每个原子和四个相邻的原子的联系，总共是八条线，即有八个电子起作用，四个电子是自己的，其余四个各属于一个相邻的原子。这样每个电子都牢牢地被束缚着，所以排列整齐的理想晶体是绝缘体。要使晶体起导电作用，必须先有若干不被束缚的自由电子。
热的作用，可以帮助电子解除束缚。当晶体受热温度够高时，某个电子可能获得足够的运动能量，可以克服两原子对它的束缚力，结果，有一个电子解脱出来，形成一个带正电的“空穴”，如（图3，a），和一个自由的电子。
解放出来的电子，将在晶体内无秩序地动来动去，好像气体中的分子一样，如果给晶体加上一个电场，这些电子将顺电力线相反的方向运动，形成电流。
晶体内电荷转移的另一种可能是由于空穴形成后，邻近的一个在束缚中的电子在热运动的作用下可能跳过去，把这空穴占据。结果，一个空穴填满了，在另一处又出现了一个新的“空穴”。“空穴”由一个原子转移到另外一个原子。在外加电场的作用下，空穴的转移将和电子运动的方向相反（图4）。这种导电性通常称为空穴导电性，而电流就称为空穴电流。空穴移动的方向和正电荷运动的方向相当。就像是有正电荷在运动一样。
在理想晶体中当一些原子价束缚解除时，同时发生的自由电子和空穴数目相等，因之晶体的导电性也是同时由两种电荷达成的。在任一温度下，由于热运动的结果，空穴和电子的生成和消失（重行结合）不断地进行，单位时间内生成的空穴或电子的数目和因电子填入空穴而消失的空穴和电子数目是相等的。
含有其他物质的半导体的导电性
在锗内掺入别种元素，可使晶体内自由电子的数目和空穴的数目不相等，这时的电流主要是由于一种电荷运动的结果。
掺入锗内能使电子数目多于空穴数目的，称为阴性杂质，锗的阴性杂质中，有砷和锑。反之，使得空穴多于电子的，称为阳性杂质。锗的阳性杂质中有铟和镓。
当其他物质的原子掺入锗内以后，假定，晶体点阵内的某个锗原子被一个砷原子代替（图3，б）， 砷的原子外壳上有五个电子，其中四个和四个相邻的锗原子形成束缚关系，而第五个电子则“多余”下来。由于锗的介电常数很大，这个电子和砷原子间的束缚力将变弱，并且。由于热运动（甚至是在室温下），它易于从砷原子中解脱出来。解脱出来的电子能参加导电，而砷的正离子则原位不动。所以砷在锗里起阴性杂质的作用，使得晶体内电子的数目多于空穴的数目，导电性将主要是电子导电性。
晶体内阴性杂质原子愈多，则电子数超过空穴数也愈多，由于电子和空穴重行结合数的增加，自由电子浓度的增加会使得空穴的浓度略为减小，在平衡状态下电子密度n和空穴密度p间下列关系：
np=625×10\(^{26}\)／立方公分
如前所述，理想晶体内电子密度和空穴密度是相等的，在电子导电性的锗晶体内，电子密度大于空穴密度，例如，电子密度如为10\(^{16}\)/立方公分，则空穴密度将约为6×1026÷10\(^{16}\)=6·1010/立方公分，即约小10万倍。
当在锗晶体内掺有阳性杂质如铟时，就会发生空穴导电性，铟原子只有三个电子，因此，当一个锗原子被一个铟原子代替时，点阵内和铟相邻的四个锗原子只有三个是被完全束缚的，而另一个锗原子则少了一个电子束缚，即形成一个空穴，这个空穴很容易被某个从相邻束缚中解脱出来的电子所占据（见图：3в），并在相邻的一个原子内形成一个空穴。
这样，掺入阳性杂质可使得晶体内空穴的数目，超过自由电子的数目，主要的导电性，将是空穴导电性。同时，和电子导电性中的情形一样，空穴密度和电子密度间也有同样的关系式。
锗晶体中，主要导电性是电子导电性的，称为n型晶体，而主要导电性是空穴导电性的，则称为p型晶体。（（苏联）H.别宁）
（钟建安根据苏联“无线电”1954年第8期H．别宁著“半导体的基本原理”一文编译）