Električna provodljivost supstance određena je atomskom strukturom. Provodnici su uglavnom jeftini elementi, a njihovi najudaljeniji elektroni se lako odvajaju od nukleusa u slobodne elektrone, koji proizvode usmjereno kretanje pod djelovanjem vanjskog električnog polja u obliku električne struje. Elementi visokih cena (kao što su inertni gasovi) ili visoko-molekularne supstance (kao što je guma), njihovi najudaljeniji elektroni su pod snažnim uticajem atoma i sila vezivanja, i teško je postati slobodni elektroni, tako da je provodljivost izuzetno slaba i postaje izolator. Najčešće korišteni poluprovodnički materijali, silicij (Si) i germanijum (Ge), su tetravalentni elementi, a njihovi najudaljeniji elektroni se ne mogu lako odvojiti od jezgre kao provodnici, niti tako čvrsti kao što su izolatori vezani jezgrom. Provodljivost je negdje između.
Čisti poluprovodnik se izrađuje u jedan kristal kroz određeni proces. Ovo je svojstveni poluvodič. Atomi u kristalu formiraju dobro usklađen jastuk u svemiru, a susjedni atomi formiraju kovalentne veze.
Kovalentna veza u kristalu ima jaku snagu vezivanja. Stoga, pri normalnoj temperaturi, samo mali broj valentnih elektrona dobiva dovoljnu energiju uslijed toplinskog gibanja (termička ekscitacija), čime se oslobađa od kovalentne veze u slobodni elektron. . Moj kolega, ostavljajući rupu u kovalentnoj vezi. Atom se pozitivno nabija gubitkom valentnog elektrona, ili je rupa pozitivno naelektrisana. U unutrašnjem poluprovodniku, čini se da su slobodni elektroni i rupe prihvaćeni, tj. Da je broj slobodnih elektrona i rupa jednak.
Ako slobodni elektron naiđe na rupu u procesu kretanja, popunit će šupljinu i istodobno nestati. Ovaj fenomen se naziva usklađenost. Pri određenoj temperaturi, unutrašnja ekscitacija proizvodi slobodan par elektrona i šupljina koji je jednak broju odgovarajućih slobodnih parova elektrona i rupa, čime se postiže dinamička ravnoteža.
Teorija bandova:
1. Kada se elektroni u jednom atomu kreću oko jezgra, elektroni u svakoj orbiti imaju specifičnu energiju;
2. Što je bliža orbiti jezgra, niža je energija elektrona;
3. Prema principu minimalne energije, elektroni uvijek imaju najniži energetski nivo.
4. Energetski pojas koji zauzimaju valentni elektroni naziva se valentni pojas.
5. Zabranjen je bend iznad valentnog pojasa. U zabranjenom pojasu nema energije koju zauzimaju elektroni.
6. Zabranjena zona IQ je provodni pojas. Energetski nivo u provodnom pojasu je energetski nivo koji slobodni elektron može zauzeti kada se cenovni elektron udalji od kovalentne veze.
7. Zabranjena širina trake izražava se Eg, a njena vrijednost se odnosi na faktore kao što su materijal poluvodiča i temperatura na kojoj je postavljen.