本質半導體

本質半導體（intrinsic semiconductor）是處於純淨、未摻雜狀態的半導體，導電完全來自材料本身，沒有加入任何外來原子。室溫下的純矽或純鍺就是教科書上的例子。它的導電完全是「本質的」、與生俱來的，源自被熱能碰巧撞過能隙的電子。

以下是機制，一步步說。在絕對零度，價帶完全填滿、導帶全空，所以純矽是絕緣體。加溫後，偶爾一點熱能就足以把一個價電子踢過 1.1 eV 的能隙進入導帶。一次同時產生兩個載子：上到導帶的電子，以及它在價帶留下的電洞。所以本質態的一條決定性規則是，電子與電洞的數目完全相等，n = p。兩者都在電場下漂移、都載送電流，導電率雖小卻真實，這也是為什麼本質載子數隨溫度陡升，遵循 e^(-Eg / 2kT) 律。

本質態是衡量一切其他情形的誠實基準，但它本身很少有用，它的導電率既微弱又對溫度極度敏感，正是穩定元件最不想要的。整個半導體工業的技藝，就是靠摻雜以受控的外質載子洪流，淹沒這股本質載子的涓流，使材料的行為由工程師決定、而非由天氣決定。即便如此，理解本質態仍屬必要：它設定了漏電、溫度上限，以及摻雜隨後往某一邊傾斜的載子平衡。