Ein Halbleiter ist eine Substanz, normalerweise ein festes chemisches Element oder eine Verbindung, die unter bestimmten Bedingungen Elektrizität leiten kann, unter anderen jedoch nicht. Seine Leitfähigkeit variiert in Abhängigkeit von dem Strom oder der Spannung, die an eine Steuerelektrode angelegt wird, oder von der Intensität der Bestrahlung durch Infrarot (IR), sichtbares Licht, Ultraviolett (UV) oder Röntgenstrahlen.
Die spezifischen Eigenschaften eines Halbleiters hängen von den Verunreinigungen oder Dotierstoffen ab, die ihm zugesetzt werden. Ein Halbleiter vom N-Typ trägt Strom hauptsächlich in Form von negativ geladenen Elektronen, ähnlich wie die Stromleitung in einem Draht. Ein Halbleiter vom P-Typ führt Strom überwiegend als Elektronenleiter, sogenannte Löcher. Ein Loch hat eine positive elektrische Ladung, gleich und entgegengesetzt zur Ladung eines Elektrons. In einem Halbleitermaterial tritt der Fluss von Löchern in einer Richtung auf, die dem Fluss von Elektronen entgegengesetzt ist.
Elementare Halbleiter umfassen Antimon, Arsen, Bor, Kohlenstoff, Germanium, Selen, Silizium, Schwefel und Tellur. Silizium ist das bekannteste davon und bildet die Grundlage der meisten integrierten Schaltkreise (ICs). Übliche Halbleiterverbindungen umfassen Galliumarsenid, Indiumantimonid und die Oxide der meisten Metalle. Von diesen wird Galliumarsenid (GaAs) häufig in rauscharmen Verstärkern mit hoher Verstärkung und schwachem Signal verwendet.
Ein Halbleiterbauelement kann die Funktion einer Vakuumröhre mit dem hundertfachen Volumen erfüllen. Ein einzelner integrierter Schaltkreis (IC), wie ein Mikroprozessorchip, kann die Arbeit eines Satzes Vakuumröhren erledigen, die ein großes Gebäude füllen und seine eigene elektrische Erzeugungsanlage erfordern würden.Siehe auch Atom, Transistor, Bipolartransistor und Feldeffekttransistor.