本征半導(dǎo)體是非常純凈且原子排列整齊的半導(dǎo)體。純凈的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體，在本征半導(dǎo)體中的四價(jià)元素是靠共價(jià)鍵結(jié)合成分子的，圖1-2為本征半導(dǎo)體硅和鍺晶體的原子結(jié)構(gòu)示意圖。

                  
    當(dāng)硅、鍺等半導(dǎo)體材料提純被制成單晶時(shí)，I1-201-4其原子排列非常整齊。這種狀態(tài)下原子距離相等，原子靠得非常緊密，形成晶體結(jié)構(gòu)，晶體管由此得名。原子的每一個(gè)價(jià)電子與另一相鄰原子的價(jià)電子組成一個(gè)電子對，為兩者共有，形成共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。價(jià)電子在受自身原子核束縛的同時(shí)，還受相鄰四個(gè)原子的影響，形成共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。使得每個(gè)原子都與相鄰4個(gè)原子相結(jié)合，這種共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)使原子最外層電子擁有8個(gè)電大塊晶體中的局部結(jié)構(gòu)兩個(gè)電子的共價(jià)健正離子核子而處于較力穩(wěn)定的狀態(tài)，共有價(jià)電子被束縛在其中，若沒有額外的能量，它們是跳不出去的。但這種共價(jià)鍵中的價(jià)電子沒有絕緣體中的價(jià)電子束縛得那樣緊，當(dāng)獲得能量時(shí)即可掙脫原子核束縛成為自由電子。
    在絕對零度0 K=-273℃時(shí)，本征半導(dǎo)體中沒有可移動(dòng)的帶電粒子，相當(dāng)于絕緣體。在室溫下，300 K-27℃時(shí)，束縛電子受熱激發(fā)獲得能量，少數(shù)價(jià)電子掙脫束縛，成為自由電子。價(jià)電子掙脫束縛后在原價(jià)電子的位置上便留下了一個(gè)空位，將這個(gè)空位稱為“空穴”。由于晶體的共價(jià)鍵具有較強(qiáng)的結(jié)合力，常溫下，本征半導(dǎo)體內(nèi)部僅有極少數(shù)的價(jià)電子可以在熱運(yùn)動(dòng)的激發(fā)下，掙脫原子核的束縛而成為晶格中的自由電子。溫度越高，產(chǎn)生的自由電子越多。如圖1-3所示，熱運(yùn)動(dòng)激發(fā)所產(chǎn)生的電子和空穴總是成對出現(xiàn)的，稱為電子一空穴對。自由電子的數(shù)量和空穴的數(shù)量相等。本征半導(dǎo)體因熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電子一空穴對的現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。

                    
    本征激發(fā)所產(chǎn)生的電子一空穴對在外電場的作用下都會(huì)作定向移動(dòng)而形成電流。自由電子的移動(dòng)將形成一個(gè)與自由電子移動(dòng)方向相反的電流；空穴的移動(dòng)可以覆成是價(jià)電子定向依次填充空穴而形成的，這種填充作用相當(dāng)于教室的第一排有一個(gè)空位，后排的同學(xué)依次往前挪來填充空位，以人為參照系，人填充空位的作用等效于人不動(dòng)，空位往后走。因空穴帶正電，空穴的這種定向移動(dòng)會(huì)形成與空穴運(yùn)動(dòng)方向相同的空穴電流，如圖1-4所示。半導(dǎo)體內(nèi)部同時(shí)存在著自由電子和空穴移動(dòng)所形成的電流，是半導(dǎo)體導(dǎo)電方式的最大特點(diǎn)，也是半導(dǎo)體與金屬導(dǎo)體在導(dǎo)電機(jī)理上本質(zhì)的差別。

                      
    把參與導(dǎo)電的物質(zhì)稱為載流子。本征半導(dǎo)體內(nèi)部參與導(dǎo)電的物質(zhì)有自由電子和空穴，所以本征半導(dǎo)體中有兩種載流子，一種是帶負(fù)電的自由電子，另一種是帶正電的空穴。
    溫度越高，由本征激發(fā)所產(chǎn)生的電子一空穴對越多，本征半導(dǎo)體內(nèi)部載流子的數(shù)目也越多，本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力就越強(qiáng)，這就是半導(dǎo)體導(dǎo)電能力受溫度影響的直接原因。
    可以看到，在本征激發(fā)下，半導(dǎo)體中的電子和空穴是一一對應(yīng)，成對產(chǎn)生，又成對復(fù)合的。在一定溫度條件下，電子一空穴對的產(chǎn)生和消失是一動(dòng)態(tài)的平衡，溫度條件改變后，電子一空穴對的產(chǎn)生和消失又會(huì)出現(xiàn)新的動(dòng)態(tài)平衡，載流子數(shù)量將發(fā)生變化。這就是半導(dǎo)體隨溫度變化而改變導(dǎo)電能力的根本原因。本征半導(dǎo)體本征激發(fā)的現(xiàn)象還與原子的結(jié)構(gòu)有關(guān)，硅的最外層電子離原子核比鍺的最外層電子近，所以硅最外層電子受原子核的束縛力比鍺強(qiáng)，本征激發(fā)現(xiàn)象比較弱，熱穩(wěn)定性比鍺好。