由于電子從施主能級(jí)激發(fā)到導(dǎo)帶所需要的能量一雜質(zhì)電離能很小,所以施主能級(jí)位于導(dǎo)帶底之下而又與它很靠近,如圖3-17(b)所示。圖中幾、馬和凰分別表示導(dǎo)帶底, M9S8LL16C2M60K價(jià)帶頂和施主能級(jí)。導(dǎo)帶底和施主能級(jí)之間的能量間隔:,就是施主電離能。施主電離能可以用類氫模型粗略估算,也可以通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量。在能帶圖中,雜質(zhì)能級(jí)通常用間斷的橫線表示,以說明它們相應(yīng)的狀態(tài)是局域態(tài)。的羈表示禁帶中央的能量。V族元素磷、砷、銻等在硅和鍺中起施主雜質(zhì)的作用。在只有施主雜質(zhì)的半導(dǎo)體中,在溫度較低時(shí),價(jià)帶中的電子能夠激發(fā)到導(dǎo)帶的很少,起導(dǎo)電作用的主要是從施主能級(jí)激發(fā)到導(dǎo)帶的電子。這種主要由電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體,稱為N型半導(dǎo)體,也稱為電子半導(dǎo)體。

   設(shè)想硅晶體中有一個(gè)硼原子占據(jù)了硅原子的位置。硼原子有三個(gè)價(jià)電子,當(dāng)它和近鄰的四個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵時(shí),有一個(gè)共價(jià)鍵中出現(xiàn)一個(gè)電子的空位。這個(gè)空位可以從近鄰的硅原子之間的共價(jià)鍵中奪取一個(gè)電子,使那里產(chǎn)生一個(gè)新的空位,這個(gè)過程也是雜質(zhì)電離。新的空位附近的硅原子的共價(jià)鍵中電子又可以自由地進(jìn)入這個(gè)新的空位。以此類推�？梢韵胂�,空位可以在晶體中自由運(yùn)動(dòng),成為價(jià)帶中的空穴。硼原子接受一個(gè)電子后,變成一價(jià)的負(fù)離子,形成一個(gè)圃定不動(dòng)的負(fù)電中心。受主雜質(zhì)提供了一個(gè)局域化的電子態(tài),相應(yīng)的能級(jí)稱為受主能級(jí)。