Les dispositifs à semi-conducteurs sont des composants électroniques qui exploitent les propriétés électroniques des matériaux semi-conducteurs, principalement le silicium, le germanium et l'arséniure de gallium, ainsi que les semi-conducteurs organiques. Les dispositifs à semi-conducteurs ont remplacé les dispositifs thermioniques (tubes à vide) dans la plupart des applications. Ils utilisent la conduction électronique à l'état solide par opposition à l'état gazeux ou à l'émission thermoionique dans un vide poussé. Les dispositifs à semi-conducteurs sont fabriqués à la fois sous forme de dispositifs discrets et de circuits intégrés (CI), qui consistent en un certain nombre - de quelques dispositifs (aussi peu que deux) à des milliards - de dispositifs fabriqués et interconnectés sur un seul substrat semi-conducteur, ou tranche. Les matériaux semi-conducteurs sont utiles car leur comportement peut être facilement manipulé par l'ajout d'impuretés, appelé dopage. La conductivité des semi-conducteurs peut être contrôlée par l'introduction d'un champ électrique ou magnétique, par l'exposition à la lumière ou à la chaleur, ou par la déformation mécanique d'une grille monocristalline dopée ; les semi-conducteurs peuvent donc faire d'excellents capteurs. La conduction du courant dans un semi-conducteur se fait par l'intermédiaire d'électrons et de trous mobiles ou "libres", collectivement appelés porteurs de charge.