半导体是一种能够表现出导电性和绝缘性的物质，其电学性质是由其原子结构和化学组成所决定的。半导体晶体有一个非常容易被理解的特性，就是电子的能级分布会随温度和原子掺杂而变化。
半导体的核心特性在于其能量带结构。半导体内的原子有能量带和禁带。前者用来储存电子能量，而后者则是禁止电子通过媒介传递能量。半导体内的电子能够充满价带，但电子必须要通过能隙才能进入导带。当电子在导带下行动时，它将会留下一个空缺，当这个空缺被另一个电子占据时，其在价带中的位置将会变化。这个空缺被称为“空穴”，由于它没有电荷，因此需要将带电的电子移动到不同的状态，从而对半导体进行掺杂，每种材料对电子和空穴的浓度不同。
当一颗半导体晶体被掺杂时，掺杂和非掺杂的区别在于半导体内电子和空穴的密度。在实际应用过程中，我们通常会对半导体进行n型（掺杂有氮或磷）和p型掺杂（掺杂有铝或硼）。
在n型半导体中，空穴浓度非常低，但电子浓度非常高，使其对电流的传输变得非常有用。而如果将p和n型半导体加在一起，则可以制备出半导体二极管。这种二极管不同于普通的整流器，因为它可以支持电流。当电流从p型半导体向n型半导体流动时，存在阻力，因此只能单向流动。在这种情况下，电流的方向和功率将会受到控制，从而可以对电路进行调整。例如，当电流从p型半导体向n型半导体流动时，电路将会启动，当电流从n型半导体向p型半导体流动时，电路将会停止。
综上所述，半导体的物理特性是由其结构和化学特性所决定的。当我们对半导体进行掺杂时，它的导电性和电流方向将会产生影响，通常这种应用非常广泛，只需要其被正确地设计和操控即可。