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电流的本质是电子的流动。当我们说有电流通过导线时，实际上是大量电子在材料中移动。不同材料对电子流动的阻碍程度不同，这就是电阻的来源。根据材料的导电能力，我们可以将所有材料分为三大类：导体、半导体和绝缘体。
导体是电阻率很小的材料，通常在10的负8次方到10的负6次方欧姆米之间。常见的导体包括各种金属，如铜、铝、银等。导体之所以能够良好导电，是因为其内部含有大量可以自由移动的电子。这些自由电子不被特定原子束缚，可以在外加电场作用下自由流动形成电流。需要注意的是，导体的电阻会随温度升高而增大。
绝缘体是电阻率很大的材料，通常在10的12次方到10的18次方欧姆米之间。常见的绝缘体包括橡胶、玻璃、陶瓷等材料。与导体不同，绝缘体中的电子被原子核紧密束缚，无法自由移动。这些束缚电子形成稳定的化学键，阻止电流的流动。但是当外加电压超过击穿电压时，绝缘体也会失去绝缘性能而导电。
半导体是导电性介于导体和绝缘体之间的特殊材料，电阻率范围在10的负4次方到10的8次方欧姆米之间。常见的半导体材料包括硅、锗、砷化镓等。半导体最重要的特点是其电阻随温度升高而减小，这与导体正好相反。从能带结构来看，半导体的价带和导带之间存在较小的禁带宽度，当温度升高时，价带中的电子获得足够能量跃迁到导带，形成导电载流子。
掺杂是在纯半导体中加入少量杂质原子来改变其导电性能的技术。当在硅中掺入磷原子时，形成N型半导体。磷原子有5个价电子，比硅多一个，这个多余的电子成为自由电子，是N型半导体的载流子。当掺入硼原子时，形成P型半导体。硼原子只有3个价电子，比硅少一个，形成空穴，空穴是P型半导体的载流子。掺杂技术大大提高了半导体的导电能力。