最核心的四大特性

1. 可控制的导电性 - 最根本的特性
这是半导体所有应用的基础。其导电性不像导体（总是导电）或绝缘体（几乎不导电）那样固定，而是可以通过外部条件进行精确、灵活的控制。
本质（本征）半导体：纯度极高的半导体材料（如硅），在绝对零度时像绝缘体。但在室温下，少数电子会获得足够能量跃迁到导带，同时留下“空穴”，产生数量很少但相等的电子-空穴对，因此有微弱的导电性。
掺杂（技术核心）：通过向纯净半导体中掺入微量特定杂质，可以 dramatically（极大地）改变其导电能力和类型。
N型半导体：掺入提供“额外”电子的杂质（如磷掺入硅）。电子成为多数载流子，导电性增强。
P型半导体：掺入能“接受”电子的杂质（如硼掺入硅），产生大量空穴。空穴成为多数载流子，导电性增强。
重要性：通过掺杂，我们可以“定制”半导体的导电性，这是制造二极管、晶体管等所有器件的基础。
2. 光敏性与热敏性
半导体的导电性会随外部环境（如光照、温度）的变化而灵敏地改变。
光敏性：当光照射到半导体时，如果光子能量足够大（大于其禁带宽度），就能将价带中的电子激发到导带，产生额外的电子-空穴对，从而显著增强其导电性。
应用：光电探测器、太阳能电池、摄像头CMOS/CCD传感器。
热敏性：温度升高会使更多电子获得能量从价带跃迁到导带，同样会增加电子-空穴对的数量，导致导电性增强（电阻降低）。这与金属相反（金属升温电阻增大）。
应用：热敏电阻（用于温度测量和控制）。
3. 整流效应 - PN结的单向导电性
当把一块P型半导体和一块N型半导体结合在一起时，在它们的交界处就会形成一个具有神奇特性的区域——PN结。
单向导电性：
正向偏压：P区接正极，N区接负极。外部电场削弱了PN结的内建电场，电流可以顺利通过。
反向偏压：P区接负极，N区接正极。外部电场增强了PN结的内建电场，几乎阻止电流通过（只有微小的反向饱和电流）。
重要性：这是二极管的工作原理。二极管是现代电子电路中最基本的元件之一，用于整流（交流变直流）、检波、稳压等。
4. 放大与开关效应 - 晶体管的基础
通过巧妙设计两个或多个PN结（如NPN或PNP结构），可以制造出晶体管。放大作用：用一个微小的输入电流或电压（作用于基极），去控制一个大的输出电流（从集电极到发射极），实现信号的放大。
开关作用：通过控制基极的微小电流，可以像水龙头一样，控制集电极和发射极之间电流的“通”与“断”，对应数字电路中的“1”和“0”。
重要性：放大效应是模拟电路（如放大器）的基础；开关效应是数字电路（CPU、内存）的基石。数十亿个晶体管通过高速开关，构成了所有计算设备的逻辑基础。
根源：能带理论
上述所有宏观特性，都源于半导体内部的微观量子结构——能带结构。
价带：被电子填满的能量带。
导带：基本空着的能量带，电子在其中可以自由运动而导电。
禁带：价带和导带之间的能量间隙。禁带宽度是半导体的“身份证”。
导体：导带和价带重叠，没有禁带，电子可自由移动。
绝缘体：禁带非常宽（>5eV），电子极难跃迁。
半导体：禁带宽度适中（通常在1-3eV左右），在热、光或电场的激发下，部分电子可以跨越禁带，从而导电。
总结：
半导体材料的核心特性可以概括为：基于其适中的“禁带宽度”，通过“掺杂”技术实现导电性的精确控制，并表现出“光敏/热敏”、“整流”和“放大/开关”等革命性效应。 正是这些特性的组合，使我们能够制造出从简单的二极管到复杂的微处理器的所有现代电子器件。