由于电子从施主能级激发到导带所需要的能量一杂质电离能很小,所以施主能级位于导带底之下而又与它很靠近,如图3-17(b)所示。图中几、马和凰分别表示导带底, M9S8LL16C2M60K价带顶和施主能级。导带底和施主能级之间的能量间隔:,就是施主电离能。施主电离能可以用类氢模型粗略估算,也可以通过实验测量。在能带图中,杂质能级通常用间断的横线表示,以说明它们相应的状态是局域态。的羁表示禁带中央的能量。V族元素磷、砷、锑等在硅和锗中起施主杂质的作用。在只有施主杂质的半导体中,在温度较低时,价带中的电子能够激发到导带的很少,起导电作用的主要是从施主能级激发到导带的电子。这种主要由电子导电的半导体,称为N型半导体,也称为电子半导体。

   设想硅晶体中有一个硼原子占据了硅原子的位置。硼原子有三个价电子,当它和近邻的四个硅原子形成共价键时,有一个共价键中出现一个电子的空位。这个空位可以从近邻的硅原子之间的共价键中夺取一个电子,使那里产生一个新的空位,这个过程也是杂质电离。新的空位附近的硅原子的共价键中电子又可以自由地进入这个新的空位。以此类推。可以想象,空位可以在晶体中自由运动,成为价带中的空穴。硼原子接受一个电子后,变成一价的负离子,形成一个圃定不动的负电中心。受主杂质提供了一个局域化的电子态,相应的能级称为受主能级。