導體、半導體、絕緣體的差異：能隙、電阻率、溫度特性比較
導體、半導體與絕緣體的差異，取決於能傳導電流的電子有多少，這可以用能帶結構來說明。金屬的導帶被電子部分填滿，原本就有許多自由電子。絕緣體的能隙很大，室溫下電子幾乎無法躍升到導帶。半導體介於兩者之間，能隙適中，約在 1 eV 上下，因此可藉由溫度、光或添加雜質，大幅改變導電的難易程度。
| 項目 | 導體（金屬） | 半導體 | 絕緣體 |
|---|---|---|---|
| 能帶結構 | 導帶被電子部分填滿（或價帶與導帶互相重疊） | 價帶已填滿，與導帶之間有適中的能隙 | 價帶已填滿，與導帶之間有很大的能隙 |
| 能隙的參考值 | 無 | 多在 1 eV 上下（Si 約 1.12 eV、Ge 約 0.66 eV、GaAs 約 1.42 eV）。也有像 SiC 與 GaN 這樣超過 3 eV 的寬能隙半導體 | 大（SiO2 約 9 eV） |
| 室溫電阻率的參考值 | 非常低（銅約 1.7×10⁻⁶ Ω·cm） | 居中，會隨雜質量改變好幾個數量級（純矽為 10⁵ Ω·cm 等級） | 非常高（SiO2 等在 10¹⁴ Ω·cm 以上） |
| 傳導電流的載子 | 自由電子。每 1 cm³ 有 10²² 個以上（銅約 8.5×10²² 個） | 導帶的電子與價帶的電洞兩種。可藉由添加雜質大幅改變其密度 | 幾乎沒有 |
| 溫度升高時 | 電阻增加（因晶格振動造成的散射增加） | 純半導體的電阻大幅下降（因熱產生的載子急遽增加） | 電阻仍非常高，但在高溫下會略為下降 |
| 添加雜質時 | 導電率幾乎不變（電阻略為增加） | 極少量就能讓導電率改變好幾個數量級，可分別製作 n 型與 p 型 | 需要維持絕緣性，雜質與缺陷會成為漏電流的原因 |
| 照光時 | 幾乎不變 | 能量大於能隙的光會產生載子，使電流增加（光導電） | 在可見光下幾乎不變（SiO2 可讓可見光穿透） |
| 代表性材料 | 銅、鋁、金、鎢 | 矽、鍺、GaAs、SiC、GaN | SiO2、氮化矽（Si3N4）、氧化鋁（Al2O3）、樹脂 |
| 在半導體元件中的角色 | 導線、電極、接觸、焊線 | 電晶體、二極體等控制電流的部分 | 閘極絕緣膜、導線之間的層間絕緣膜、元件隔離、保護膜 |
數值為具代表性的大致參考值，會因世代或產品而異。