硅的能带

硅是一种半导体自由电子数少于的物质导体但不仅仅是绝缘子．由于这种独特的特性，硅在电子领域有广泛的应用。有两种硅的能带即导带和价带。一系列具有价电子的能级构成了固体的价电子带。在绝对0^o在K温度时，价带的能级被电子填满。当电子在价带时，这个带包含最大的能量，没有电流由这些电子流动。
导带是较高能级带，是能量最小的带。这个带部分被被称为自由电子的电子填满，因为它们可以在固体中的任何地方移动。这些电子负责当前的流动。在导带和价带之间有一个能量间隙。这种能量差称为禁能间隙。这个间隙决定了固体的性质。

无论固体本质上是金属、绝缘体还是半导体，其本质都取决于禁能间隙的大小。部分金属没有缺口，而缺口较大绝缘体．为半导体，间隙不大，谱带也不会重叠。硅在300时的禁隙为1.2 eV^oK的温度。
我们知道在硅晶体中，存在共价键。硅是电中性的。当一个电子脱离它的共价键时，它后面就会产生一个空穴。随着温度的升高，越来越多的电子跃入导带，在价带产生更多的空穴。

硅能带图

硅的能带图显示了材料中电子的能级。在本征硅中，费米能级位于间隙的中间。当本征硅被施主原子掺杂时，它变成n型，费米能级向更高的方向移动，即更接近导带。当本征硅掺杂受体原子时，它变成p型，费米能级向价电子带移动。

本征硅能带图

非本征硅能带图