在极低温度下,半导体的价带是满带(见能带理论),受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴。
半导体的导电性介于导体与绝缘体之间，比较常用的有硅、锗；纯净的半导体只能作原料，没有特别之处。参杂后则不同，它具有单向导电性。这是因为PN结的存在，削弱PN结电场则导通，反之则不导电。
以硅为例，参入三价硼形成空穴用P表示；参入五件的铟则形成自由电子用N表示；把PN结合在一起，则同时发生扩散和漂移运动，结果不能移动的电荷形成PN结电场。
