Bán dẫn là nhóm các loại vật chất có điện dẫn điện tử mà trị số điện trở suất cúa chúng ở nhiệt độ bình thường nằm trong khoảng giữa điện trở suất của vật dẫn và điện môi.
Loại vật liệu P (Ω.cm) Loại điện dẫn
Dẫn điện 10-6 – 10-3 Điện tử Bán dẫn 10-4 – 10+10 Điện tử Điện môi 10-9 – 10+18 Điện tử và iôn Điện dẫn của vật liệu bán dẫn phụ thuộc nhiều vào năng lượng tác động bên ngoài, cũng như các tạp chất khác nhau. Với một lượng tạp chất cực nhỏ trong chất bán dẫn cũng đã làm thay đổi điện dẫn của chất này.
Mặc khác điện dẫn của các chất bán dẫn có thể tháy đổi bằng sự tác động của nhiệt độ, độ chiếu sáng, điện trường, lực cơ học… Vì vậy tính chất điều khiển được điện dẫn là cơ sở của nguyên lý làm việc các nhiệt điện trở (tecmisto), quang điện trở, điện trở phi tuyến (varisto), điện trở cảm biến…
Chất bán dẫn có hai loại điện dẫn là điện dẫn “điện tử” (n) và điện dẫn “điện tử –lỗ” (p) nên có thể chế tạo ra các sản phẩm bán dẫn với tiếp giáp p –n. Khi có tiếp giáp p –n, trong bán dẫn sẽ xuất hiện lớp chắn gây ra hiệu ứng nắn điện đối với dòng điện xoay chiều. Nếu có hai lớp tiếp giáp ghép với nhau sẽ tạo ra hệ thống điều khiển đó là tranzito.
Khả năng sử dụng mặt tiếp giáp p –n là cơ sở để áp dụng chất bán dẫn trong kỹ thuật điện. Nó được dùng làm chỉnh lưu công suất lớn cũng như công suất nhỏ, khuếch đại và phát sóng.
Các hệ thống bán dẫn có thể dùng để biến đổi các dạng năng lượng khác thành năng lượng điện với hiệu suất tương đương, đôi khi cao hơn các
loại biến đổi khác. ‘Pin mặt trời” với hiệu suất khoảng 11% và kiểu máy phát nhiệt điện là những ví dụ về biến đổi bán dẫn.
Vật liệu bán dẫn sử dụng trong thực tế có thể chia bán dẫn đơn giản, bán dẫn hợp chất hoá học và bán dẫn phức tạp (bán dẫn gốm). Hiện tại đã nghiên cứu ra bán dẫn thuỷ tinh và bán dẫn lỏng.
Các vật liệu chế tạo bằng chất bán dẫn có các ưu điểm sau:
• Thời gian làm việc lâu dài.
• Kích thước và trọng lượng nhỏ.
• Cấu trúc đơn giản và chắc chắn, độ bền cơ tốt (chịu được chấn động rung và va đập).
• Chỉnh lưu bằng bán dẫn thay thế đèn điện tử, không cần máy biến áp đốt, công suất tiêu thụ và quán tính nhỏ.
• Có thể sản xuất hàng loạt theo dây chuyền tự động hoá, hiệu quả kinh tế cao.