常用的半导体材料是单晶硅（Si）和单晶锗（Ge）。所谓的单晶是指根据一定的规则整个晶体中的原子整齐排列的晶体。一种非常纯的单晶半导体称为此。半导体制造半导体器件，纯度为99.9999999％，通常称为“9 9”。它在物理结构上具有单晶形式。 （1）本征半导体共价键结构硅和锗是四价元素，原子最外轨道中的四个电子称为价电子。它们与附近四个原子的价电子形成共价键。共价键中的价电子由这些原子共享，并且它们在空间中结合形成有序晶体。通常核和内电子被视为一个整体，称为惯性核。惯性核具有4个正电荷单元，最外层具有4个价电子。因此，4个单位的负电荷，整个原子是电中性的。该结构的立体和平面示意图如图1所示。（2）电子 - 空穴对通常，共价键中的价电子与绝缘体中的电子电子不完全相同。价格孩子和束缚一样强大。如果可以从外界获得一定量的能量（例如光，温度升高，电磁场激发等），则一些价电子可以从共价键的键断裂并变成自由电子。这种现象称为内在激发。 （也称为热激发）。理论和实验表明，在室温下（T = 300K），只要获得的能量大于电离能EG（= 1.1eV），硅的共价键中的价电子就会被激发成为自由电子。敌人的电离能量较小，仅为0.72 eV。当共价键中的一个价电子被激发以从核中脱离并变成自由电子时，在共价键中留下空的空间，称为“空”。孔＆QUOT ;.当出现空穴时，相邻原子的价电子更可能离开其共价键并将其填充到空穴中，从而在价电子的共价键中出现新的空穴。孔可以被相邻原子的价电子填充，并且出现新的空穴。用于填充孔的价电子的运动在形式和效果上等同于带正电的空穴的运动和运动方向。与价电子运动的方向相反。与自由电子的运动不同，这种运动被称为空穴运动，并且该空穴被视为具有正点电荷的载体。当自由电子遇到运动中的空穴时，它们可以被填充。从而恢复共价键，同时消失“电子 - 空穴”。如图2所示，相反的过程被称为“复合”，在某些温度条件下，所得的“电子 - 空穴对”被称为“复合物”。当复合“电子 - 空穴对”的数量为如果相等，就会形成相对平衡。这种相对平衡属于动态平衡。当达到动态平衡时，“电子 - 空穴对”被称为“电子 - 空穴对”。保持一定数量。可以看出半导体中存在自由电子并且空。孔中有两种载流子，金属导体中只有一个自由电子载体，这也是半导体和导体之间的差异。 （3）空穴的运动自由电子的定向运动形成空的电子电流。孔的定向运动也可以形成空穴电流，并且它们的方向相反。然而，通过在相邻的共价键中用价电子顺序填充空穴来实现空穴的运动。在零温度下，半导体的价带是满的（参见能带理论）。在光电注入或热激发之后，价带中的一些电子将通过禁带进入具有较高能量的空带。成为导带，价带中没有电子形成带正电的空位，称为空穴，导带中的电子和价带中的空穴统称为电子 - 空穴对。上面产生的电子和空穴可以自由移动并成为自由载流子，它们在外部电场的作用下产生定向运动，形成宏观电流，分别称为电子传导和空穴传导。由于电子 - 空穴对的产生，这种混合型传导被称为本征传导。导带中的电子落入空穴中，导致电子 - 空穴对消失，这称为重组。重组期间产生的能量以电磁辐射或晶格热振动的形式释放。在一定温度下，电子 - 空穴对的产生和重组同时存在并达到动态平衡。此时，本征半导体具有一定的载流子浓度，因此具有一定的导电性。加热或照射使半导体热或光激发，导致更多的电子 - 空穴对，此时载流子浓度增加并且电导率增加。根据该原理制造诸如半导体热敏电阻和光敏电阻的半导体器件。本征半导体在室温下具有小的导电性，并且载流子浓度对温度变化敏感，因此难以控制半导体特性，因此实际应用不多。