Trong kĩ thuật điện nguời ta sử dụng các nguyên tố hoá học trong nhóm 4 của hệ thống tuần hoàn ( Si, Ge,...có cấu trúc tinh thể)Người ta chỉ dùng những chất có tính dẫn điện bằng điện tử , tức là các chất bán dẫn mà dòng điện chạy trong đó là điện tử . Ngày nay người ta sử dụng chủ yếu là silic và gecmani
Si
Nguyên tử Silic có 4 điện tử lớp ngoài cùng , như vậy mõi nguyên tử Si có thể tham gia liên kết cùng với 4 nguyên trử khác để tạo thành tinh thể Si ( tương tự như ở Ge)
Như vậy ở nhiệt độ bình thường không tồn tại các điện tử tự do, do các điện tử đều tham gia liên kết với các nguyên tử khác. Do đó, tinh thể không tham gia vào quá trình dẫn điện . Nếu ta đem đốt nóng hoặc chiếu chùm tia phóng xạ vào mạng tinh thể này để có thể làm tăng mức năng lượng các điện tử thì các điện tử này phá vỡ liên kết và trở thành điện tử tự do
Ở mối liên kết vừa phá vỡ, điện tử đã thoát ra sẽ để lại một lỗ trống . Lỗ trống này sẽ bị điện tử của mối liên kết khác nhảy vào và xuất hyiện lỗ trống mới. Cứ như vậy lỗ trống tiếp tục di chuyển trong mạng tinh thể . Trường hợp này tính dẫn điện bằng lỗ trống
Như vậy, ở chất bán dẫn tinh khuyết mật độ điện tử tự do bằng mật độ lỗ trống, tính dẫn điện của chất bán dẫn phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài kích thích các điện tử thoát khỏi mối liên kết với nguyên tử
Mật độ điện tử hoặc lỗ trống sẽ được tăng cường nếu ta pha thêm tạp chất. Tuỳ thuộc vào loại tạp chất mà ta có chất bán dẫn n hoặc chất bán dẫn p
III Vật liệu bán dẫn tinh khuyết và không tinh khuyết :1) Vật liệu bán dẫn tinh khuyết: