Yarı iletken, iletkenliği yalıtkandan iletkene kadar kontrol edilebilen bir malzemeyi ifade eder. Bilim ve teknoloji ya da ekonomik gelişme açısından bakıldığında yarı iletkenlerin önemi çok büyüktür. Bilgisayarlar, cep telefonları veya dijital kayıt cihazları gibi günümüzün elektronik ürünlerinin çoğu yarı iletkenlerle yakından ilişkilidir. Yaygın yarı iletken malzemeler arasında silikon, germanyum, galyum arsenit vb. yer alır ve silikon, ticari uygulamalarda en etkili yarı iletken malzemelerden biridir.
Bir malzemenin iletkenliği, iletim bandında bulunan elektronların sayısıyla belirlenir. Elektronlar değerlik bandından enerji alıp iletken banda atladığında, elektronlar bantlar arasında serbestçe hareket edebilir ve elektriği iletebilir. Yaygın metal malzemelerin iletken bant ile değerlik bandı arasındaki enerji farkı çok küçüktür. Oda sıcaklığında elektronların enerji elde etmesi ve elektriği iletmek için iletken banda atlaması kolaydır. Bununla birlikte, yalıtkan malzemelerin büyük enerji boşluğu (genellikle 9 elektron volttan fazla) nedeniyle iletken banda atlaması zordur, dolayısıyla elektriği iletemezler.
Genel bir yarı iletken malzemenin enerji aralığı, iletken ile yalıtkan arasında bulunan yaklaşık 1 ila 3 elektron volttur. Bu nedenle malzeme, uygun koşullarda enerji ile uyarıldığı veya enerji aralığının aralığı değiştirildiği sürece elektriği iletebilir.
Yarı iletkenler akımı elektron iletimi veya delik iletimi yoluyla iletir. Elektron iletim şekli, bakır teldeki akımın akışına benzer, yani elektrik alanının etkisi altında, yüksek derecede iyonize olmuş atomlar, fazla elektronları düşük derecede negatif iyonizasyona sahip yöne aktarır. Delik iletimi, pozitif iyonize malzemelerde atom çekirdeği dışında elektronların bulunmaması sonucu oluşan "delikler" tarafından oluşturulan akımı (genel olarak pozitif akım olarak adlandırılır) ifade eder. Bir elektrik alanının etkisi altında delikler az sayıda elektron tarafından doldurulur ve deliklerin hareket etmesine neden olur.
