本征半导体中的载流子

本征半导体中的载流子包括自由电子和空穴，数量相等。纯净硅晶体中，每个原子与周围4个原子形成共价键，温度升高时，少数电子获得足够能量挣脱束缚，成为自由电子，同时留下空穴。室温下，本征硅的载流子浓度约为10^10个/cm³，这些载流子对半导体导电至关重要。自由电子在外电场作用下定向移动形成电流，空穴则等效为正电荷参与导电过程。

本征半导体的导电能力受温度影响显著。温度每升高10度，载流子浓度大约增加1倍。这种特性使本征半导体成为热敏电阻和光敏电阻的基础材料。实际应用中，通过掺杂可以大幅增加载流子数量，提高导电性能。纯净锗晶体的载流子迁移率比硅高3倍，因此在某些高频器件中仍有应用。本征半导体的载流子产生与复合达到动态平衡，维持了材料的电中性。