自填隙原子和空位是本征缺陷,只要温度不是绝对零度,就会出现本征缺陷。热激发GAL16V8B能将原子从它们的晶格位置移开,留下空位,这和半导体受热激发原子电离产生电子和空穴相似。空位平衡浓度可以由阿雷尼乌斯(Arrhenius)函数计算得出:

   M为空位浓度;\为晶格中原子密度;E∶为空位激活能;虍为玻耳兹曼常数;T为热力学温度;汔T被称为温度常数。

   硅晶体的空位激活能Ea为2.6eV。室温时,完整晶体在10"个晶格位置中只有一个空位。当温度升至1000℃时,空位浓度上升至每10m个晶格位置有一个空位。

   也适用于自填隙原子的平衡浓度的计算。硅自填隙原子的激活能为4.5eV,比空位的高。因此,空位的平衡浓度通常不等于自填隙原子的平衡浓度,而是比自填隙原子的平衡浓度高。这一点与本征载流子情况有所不同,本征硅中电子和空穴的浓度总是相同的。晶体中每个硅原子与周围四个相邻硅原子形成四对共价键,一个硅原子的缺失,就会使周围四个硅原子各出现一个未饱和价电子,即悬挂键。悬挂键可以通过给出一个电子或从晶体中接受一个电子,而对晶体的电学性质产生影响。因此,空位有多种不同的情况:如果四个相邻硅的悬挂键都未饱和,空位即为中性空位,如图18中的A所示;如果准个相邻的有悬挂键的硅中有一个失去了一个电子,空位就会带一个正电荷,如图⒈8中的A→所示;如果4个相邻硅中有一个硅的悬挂键俘获了一个电子,空位就会带一个负电荷。理论上,空位最多可以带4个电子或失4个电子,即空位有0、-1~-4、+1~+4价,共9种。实际上,很难出现带有两个以上负电荷和一个以上正电荷的空位。带电子或失电子空位的平衡浓度也可由阿雷尼乌斯函数计算得出: