نیمه هادی ها  Semi – Conductors
برخی از عناصر مانند سیلیسیم و ژرمانیم خواص بین هادیهای بد و عایق های بد دارند یعنی نه مانند فلزات کاملاً هادی و نه مانند عایق ها کاملاً غیر هادی می باشند. این عنصرها در حرارتهای پایین مانند عایق و در حرارتهای بالا مانند هادی بد عمل می کنند. مثلاً الکترونهای ژرمانیم جهت عبور از باند ظرفیت به باند هدایت به 72/0 و سیلیسیم به 2/1 الکترون ولت انرژی نیاز دارند. حتی حرارت 20 درجه کافی است. بخشی ازالکترونها را از باند ظرفیت به باند هدایت منتقل کند. وجود ناخالصی در این عنصرها سبب هادی شدن آنها می شود بنابراین وقتی پرتو دارای انرژی از آنها عبور کند سبب انتقال الکترون از باند ظرفیت به باند هدایت شده در نتیجه الکترون حفره مثبت بوجود می آید. در تعداد زیادی از دتکتورها از نیمه هادیها استفاده می شود که ما در اینجا درباره یک نوع ساده آن یعنی ( دایود سیلیسیم ) بحث می کنیم. یک اتم سیلیسیم دارای 4 الکترون ظرفیت است. دریک بلور سیلیسیم اتم ها بهم پیوسته بوده و تعداد کمی از آنها می توانند در شبکه بلوری جابجا شوند. بنابراین هادی بدی نسبت به الکتریسیته است. دریک اتم نوار عریضی ازیک سطح انرژی وجود دارد که در آن الکترونها به هیچ اتم خاصی پیوستگی نداشته و آزادند. یک تحریک حرارتی می تواند چند الکترون را به نوار مزبور بفرستد و تعداد آنها می تواند سریعاً با افزایش حرارت زیاد شود. اگر در یک بلور سیلیسیم یک اتم بر که سه الکترون ظرفیت دارد وارد کنیم از آنجا که اتم بر یک الکترون کم دارد، این حفره می تواند توسط یک الکترون از نوار ظرفیت پر شود ودر نتیجه این الکترون سطح انرژی بالایی باند ظرفیت را اشغال می کند هب این نیمه هادی P یا پذیرنده می گویند. ( Positive). اگر در کریستال سیلیسیم یک اتم فسفر که 5 الکترون ظرفیت دارد وارد کنیم چهار تای آن به مصرف ایجاد پیوند می رسد ولی پنجمی به سطح کمی پایین تر از نوار هدایت منتقل می شود سیلیسیم شامل مقدار جزئی فسفر را نیمه هادی از نوع N یا دهنده گویند ( Negative ). از آنجا که الکترونهای دهنده نزدیک باند هدایت قرار می گیرند و می توانند بسهولت جابجا شوند لذا نوع N   هادی الکتریسیته بوده و نوع P  نیز به همان ترتیب هدایت کننده است زیرا حفره موجود در باند ظرفیت می تواند ازیک اتم به اتم دیگر منتقل شود. اگر دو منطقه P    و N  را در مجاورت هم قرار دهیم، یک اتصال PN تشکیل می شود که بین آنها یک اختلاف پتانسیل مجاورتی بوجود می آید. نیمه هادی   P  یک پتانسیل منفی نسبت به نوع N پیدا می کند. انتقال یک الکترون از ناحیه   N  به  P باعث می شود که سطح انرژی در باند P بالاتر رود. اختلاف پتانسیل تماس از آنجا بوجود می آید که الکترونهای دهنده ناحیه    N می توانند انرژی خود را پایین آورده و حفره های حاصله ازناحیه دریافت کننده P    را اشغال کنند بنابراین ناحیه P منفی میشود. در ناحیه اتصال، تمام الکترونهای موجود در دهنده به ناحیه N     رفته و تمام دریافت کننده ها را خنثی می کنند. حال چنانچه یک ولتاژ خارجی به محل اتصال وصل کنیم قسمت N مثبت تر شده، جابجایی الکترون های دهنده به طرف دریافت کننده کندتر شده وسبب افزایش ضخامت عایق می شود. حال اگر یک ذره یونساز از قشر عایق عبود کند الکترون های آزاد یون های مثبت  ( حفره ها ) دوباره تشکیل می گردند و الکترونها بلا فاصله به ناحیه N حفره ها به منطقه P منتقل می شوند. این پدیده در مدت کمتر از 10 ثانیه اتفاق می افتد. زمانی که یک یون مثبت مثلاً در سمت راست، یک الکترون می گیرد به اتم خنثی تبدیل می شود درحالی که اتم دهنده به یون مثبت تبدیل شده و به این شکل حفره به سمت راست جابجا می شود در حالیکه الکترون به سمت چپ می رود. بوسیله این مکانیسم، یونهای مثبت در سیلیسیم می توانند سریعتر از یونهای مثبت در یک گاز مثلاً آرگن جابجا شوند، زیرا در مورد گازها این مکانیسم نوعی جابجایی یونهای ماده را ایجاب می کند.