Los dispositivos semiconductores son componentes electrónicos que explotan las propiedades electrónicas del material semiconductor, principalmente el silicio, el germanio y el arseniuro de galio, así como los semiconductores orgánicos. Los dispositivos semiconductores han sustituido a los dispositivos termoiónicos (tubos de vacío) en la mayoría de las aplicaciones. Utilizan la conducción electrónica en estado sólido en contraposición al estado gaseoso o a la emisión termoiónica en alto vacío. Los dispositivos semiconductores se fabrican tanto en forma de dispositivos individuales discretos como de circuitos integrados (CI), que consisten en un número -desde unos pocos (hasta dos) hasta miles de millones- de dispositivos fabricados e interconectados en un único sustrato semiconductor, u oblea. Los materiales semiconductores son útiles porque su comportamiento puede manipularse fácilmente mediante la adición de impurezas, lo que se conoce como dopaje. La conductividad de los semiconductores puede controlarse mediante la introducción de un campo eléctrico o magnético, la exposición a la luz o al calor, o la deformación mecánica de una rejilla monocristalina dopada; por ello, los semiconductores pueden ser excelentes sensores. La conducción de la corriente en un semiconductor se produce a través de electrones y huecos móviles o "libres", conocidos colectivamente como portadores de carga.