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半導體導電原理
所有物質(包括半導體)的導電原理同出一轍——流通。
[實驗] 半導體一般是由4 價的硅（或者是鍺，以下同）為主體材料，它們的晶體結構也和金剛石一樣，每個原子結合成4 個結構元在空間等距、有序環繞，構成金剛石結構，很純的單晶硅基本不導電。
在純硅晶體中加了少量的５價元素后，就形成了N型半導體。
在純硅晶體中加入少量的３價元素后，就形成了P型半導體。
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[分析]　在上一章談到了金屬物質的導電，談到了流通，建立了電子空位之說，論述了電壓波的傳導和金屬的導電。有人會問：硅、鍺、金剛石等物質的原子外層僅4個價電子，還有4個空位，那它們為什么不導電？石墨也是由碳原子構成，它為什么又導電呢？
這里需要說明的是：導電是物質的整體性能，不應以單個或幾個原子的狀態來認識整體，電子空位是電子在價和運動時出現的暫時效應，不能以靜止的眼光來看待空位，亦不能以靜止的眼光來看待物質的導電。
　　在硅、鍺晶體中每個原子與相鄰的4個原子共用外層電子組成4個結構元，四周的價和電子以均勻的速率規則繞核心而運動，從整體上看，其核外電子層是均勻飽滿的，難以形成電子空位，所以它不導電(電阻很大)。
　　石墨是由碳原子構成，其外層有4個價電子，但是其晶體是片狀石墨晶格結構，每個原子與周邊的3 個原子組成平面丫字形結構元，進而結合成平面六邊形結構，而另一價電子則在兩平面間作價和運轉。其原子的層間間距是平面間距的二倍多，層間價和電子在途時間較長，層間電子在途時，就形成了電子空位，電壓波在其間傳導，電子在回路中換位移動形成電流，于是石墨就成了良好的導體，同時也構成了石墨導電體的方向性。
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　Ｎ型半導體 在純硅晶體中加了少量的５價元素后，就形成了N型半導體。
摻雜加入的5價元素，例如磷原子鑲嵌在硅晶體中，磷原子占據了晶體中硅原子的一個位置，磷的5個價電子參與硅中的4個價和運轉，尚有1個價電子無價和軌道，這多出的一個電子并不是在外老實呆著，而是稍有機會就混雜進入別的價和運轉的軌道中，參與價和運轉，擾亂了原硅晶體均勻的速率，使得整個晶體中的價和電子的運轉出現了擁擠和等待的紊亂現象。
有許多瞬時價和電子因途中紊亂而沒有到位，于是晶體中出現了臨時性的電子空位(臨時性空位在晶體中占有一定概率)，電壓波可以乘機傳導，電子可以在電壓波的引導下乘虛而入，形成電子的定向流動——電流。
這樣，摻雜５價元素使得硅晶體的導電能力增加，形成了N型半導體。
由于N型半導體是摻雜多電子元素使規律運轉的核外電子產生運動不均衡,發生混亂所形成的電子空位，而溫度上升能加劇核外電子運動的混亂，所以溫升能有效地增加N型半導體的導電能力，即N型半導體有較強的熱敏性能。
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Ｐ型半導體　　在硅晶體中加入少量的３價元素后，就形成了P型半導體。
３價元素例如硼，在價和結構中頂替了一個硅原子，因硼外層只有3個價電子，使得與硼相連的4個結構元中有一個是單電子價和運轉，形成了電子空位。與這個單電子結構元相連的6個結構元相繼有電子進入補充，形成了更多的電子空位，電壓波乘機在電子空位間傳導，引導電換位移動形成電流。這樣，摻雜３價元素使得硅晶體的導電能力較大地增加，形成了Ｐ型半導體。
與單電子結構元相連的6個結構元的外端又連著18個結構元相繼有電子進入補充，這樣電子空位呈２×３ｎ擴展，也就有更多的結構元有可能呈現電子空位。于是，該晶體的導電能力也呈幾何級數增加，所以Ｐ型半導體的導電能力較好。
在摻雜比例相等的情況下，P型半導體的導電能力比N型半導體要大上千倍，其實質原因就在于此。P型半導體的電子空位是摻雜物直接帶來的，不像N型半導體是由摻雜多出電子造成擁擠、混亂所形成的，所以P型的熱敏性能沒有N型半導體那么明顯。
不管是N型還是P型半導體，其導電能力都是由電子空位提供的。電子空位則是由晶體中雜質分布而引起價和電子紊亂運行所致，所出現的電子空位是瞬時的、隨機的。這也導致了半導體的“測不準”及溫升、熱敏、光敏等諸多物理性質。
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二極管 把N 型和P 型半導體材料緊密結合起來外端連上導線，就形成了半導體二極管。二極管關鍵的部位在兩種材料的結合處，人們稱之為P N 結。晶體管的P N結的實質是疏通或堵塞電子空位。
由于N 型半導體是5 價的磷鑲嵌在硅晶體中，磷在以4 價為主體的硅結構元的連接中，有多出的電子。而在P 型半導體中是3 價的硼在以硅為主體的結構元連接中，頂替了一個硅原子的位置，在整體上則缺少電子。
把這兩種晶體緊密結合，N 型半導體中多出的電子向P 型半導體中擴散。這樣，在結合部附近，N 型半導體中多出的電子正好填補了P 型半導體中的電子的缺失。形成P N結。因為物質的每個電子都有原來的歸屬，這樣的擴散不可能太遠，也不穩定。所以P N結很薄，也不很穩定。存在著較少的臨時電子空位，電壓波還是能在其間傳導。
在二極管中，P N結的電阻最大，P區電阻最小，N區電阻在二者之間。
如果在二極管加上反向直流電壓（使電子由P流向N的電壓），在電壓的驅使下電子由P 極進入，經過電子空位，到了P N 結處。因為Ｐ區的電阻最小，電子流速較快，大量的電子到達P N 結處，電阻變大、運動受阻，電子就在P N 結前聚積，把Ｐ區更多的電子空位填滿，使得P N結變寬，電阻更大，大到連電壓波也不能導通。于是，從P 極進入的電子填塞了電子空位，沒有了電子空位,所以此路不通。
在二極管上加上正向直流電壓，（電子由N流向P的電壓），在電壓的驅使下，因為Ｐ區的電阻最小，P N結中的電子迅速地流向Ｐ區，打破了P N 的平衡，使得P N結中缺少電子，形成一個新的Ｐ區。（實際上這時P N 結已不存在，已經形成了新的Ｐ型半導體）在電壓的驅使下，電子進入N 區。外電子的到來，更加劇了N 區價和電子運動的紊亂，使N區的導電能力增加，多出的電子順利地通過了P N 結涌向P 區，因為這時P N 結已不存在，Ｐ區的電阻最小，電子在Ｐ區流動最快，不會形成淤積、堵塞，所以形成了通暢的電流。
綜上所述，電子由P 區向N 行不通，而由N 向P 則勢如破竹，這樣，就形成了二極管的單向導電性能，所以二極管可以用來整流、檢波（截斷反向電流）還可以利用二極管反向電阻大，在電路中起隔離作用。

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