自由电子本身就担负电气的搬运工作，因此被称为「载子(carrier)」，此外正孔外观上也电气的搬运工，因此正孔也是载子。以上是单纯的硅结晶所产生的现象，类似这样的半导体称为「真半导体」，虽然它被视为半导体，不过它的载子数量非常少，性质比较接近绝缘体，所以实际应用并不使用「真半导体」。

硅本身含有若干的不纯物，依照不纯物的种类分成p形半导体与n形半导体(图5)。图5的n形半导体中多出一个价电子，该价电子成为自由电子，亦即混入硅材料内部的不纯物为5个价电子时，称该不纯物为「施体(donor)」。至于p形半导体缺乏一个价电子成为正孔，混入硅材料内部的不纯物为3个价电子时，因此称为「承受体(acceptor)」。

图5 n形与p形半导体的比较

半导体透过p形半导体与n形半导体的组合制成，例如图6的二极管就是典型的p形与n形接合后的产物，接合时接合面发生变化称为「空泛层」。 

图6 典型二极管内部结构 

电界、磁界、电磁波的物理特性

电荷相互有力的作用关系，如图7所示符号相同的电荷彼此相互排斥，符号相异的电荷则彼此相互吸引。

图7 电荷的动作特性

电荷相互排斥或是相互吸引的力量(power)，与双方的电荷相乘结果呈比例，与相互距离的二次方呈反比，该特性称为「库伦法则」。电气量为Q的电荷放置在某个位置，假设该电荷有力量F在动作，由于在该位置一定有某种可以使力量波及至电荷Q的物质，该物质就是一般所谓的「电界」，可以使电界的状态更容易理解的表达手段称为「电气力线」，电气力线具备下列特性:

某点的电气力线切线方向，可以表示该位置的电界E的方向。 电气力线的密度，可以表示该位置的电界强度E的大小。 电气力线从无限远方发生，同时也会溃散至无限远方。利用电气力线表达电界时，其结果如图8所示。

图8 电界与电气力线的比较

图9(a)是周围没有任何其它物质，完全孤立的信号在线均匀电荷分布时的电气力线；图9(b)是平行2条线其中一条带正电，另外一条带负电时的电气力线模样。

图9 信号线的电气力线比较

电流一旦开始流动，由于电流的磁气作用产生磁气力，亦即所谓的「磁力」，此时力的效应与上述电界一样，分别出现磁界与磁力线，磁力线具备下列特性: 某点的磁力线的切线方向，可以表示该位置的磁界强度H的方向。 磁力线的密度，可以表示该位置的磁强度H的大小。

电流造成的磁界磁力线呈圆形，电流顺时针方向流动时，磁界成为顺时针方向回旋(顺时针法则) 。

电流造成的磁界强度H，与流动电流I呈比例，与电流的距离呈反比。图10是周围没有任何其它物质，完全孤立的单一信号线与平行2条线内，电流流动时的磁力线比较。

图10 信号线的磁力线比较

交流的场合，它的电界与磁界与直流完全相同，随着时间的经过，直流的电界与磁界呈正弦波形变化，此时若作某种程度远离发生源时，电界与磁界会自形整合，成为具备波动性质，整合电界与磁界之后获得的波称为「电磁波」，或是「电波」。

如表1所示电磁波除了电波之外还包含波长极短的紫外光、可视光、X线、伽玛线(Gamma)，表中的电波是电波法定义的范围。通常电波以频率表示，光线则以波长表示居多，光速为3x108m/s，波长λ(m)与频率f(Hz)可以用下式换算：

随着电波的频率增加，电磁波逐渐带有光的特性，频率较低时电波会围绕物体，随着频率的增加成为微波(micro wave)，接近光波长时电磁波会出现直进性。  

表1 电磁波的分类