两种半导体材料分别是硅( silicon)和锗。硅原子和锗原子都有4个共价电子。RB520S-30二者之间的不同之处是硅的原子核中有14个质子，而锗的原子核中有32个质子。图16.1中示出了两种材料的原子结构的表示方法。
    锗中的共价电子在第四层，而硅中的共价电子在第三层，离原子核更近。这意味着锗原子中的共价电子比硅原子中的共价电子处于更高的能级，因此需要较少的外部能量就能从原子逃逸。这一性质使得锗在高温时不如硅稳定，这也是硅在半导体材料中得到更广泛应用的主要原因。
    图16.1  硅原子与锗原子图示

           
    当某些原子结合成分子形成一种固态材料时，它们将自己组合成一种称为晶体( crystal)的固定结构。晶体结构中的原子通过共价键( covalent)结合到一起，共价键是由各原子中的共价电子相互结合产生的。硅就是一种晶体材料。
    图16.2给出了每一个硅(Si)原子与4个相邻原子构成硅晶格的位置。一个硅原子利用4个共价电子与其相邻的4个原子分别共享一个电子。这就使得每一个原子都能有效地建立8个共价电子，产生一个稳定的化学状态。同样，共价电子间的这种共享产生了将原子结合到一起的共价键，每一个共享电子都被相邻的两个原子同时吸引。本征( intrinsic)晶体是没有杂质的晶体。