当少量杂质掺入半导体中时，杂质原子附近的周期电位场被扰乱并形成另外的束缚态，这在禁带中产生额外的杂质能级。
提供电子载流子的杂质称为施主杂质，相应的能级称为施主能级，位于禁带附近的导带底部附近。
例如，当四价元素或硅晶体掺杂有诸如磷，砷或锑等五价元素的杂质原子时，杂质原子是晶格的分子，并且五个价电子中的四个被包围由周围的锗（或硅）。
原子形成共价键，并且额外的电子与杂质原子结合以产生浅的氢状供体水平。
电子在供体能级转变到导带所需的能量远小于从价带到导带激发所需的能量，并且很容易激发导带成为电子载体，从而导电用于掺杂施主杂质的半导体的电。
载流子主要是被激发到导带中的电子，并且是电子导电型，其被称为N型半导体。
由于固有激发电子 - 空穴对总是存在于半导体中，所以电子是n型半导体中的多数载流子，空穴是少数载流子。
因此，能够提供空穴载流子的杂质被称为受主杂质，并且相应的能级被称为受主能级，并且位于价带顶部附近的禁带之下。
例如，当微量的三价元素如硼，铝或镓掺入锗或硅晶体时，杂质原子与周围的四个锗（或硅）原子形成共价键，并且缺乏电子存在，因此存在空缺。
该空位的相应能量状态是受体水平。
由于受主能级接近价带，价带中的电子很容易被激发以填充受主能级的空位，使受主杂质原子成为负中心。
同时，价带在价带中留下空位，形成自由空穴载流子。
该过程所需的电离能量远小于本征半导体的电离能量。
因此，此时空穴是多数载流子，杂质半导体主要通过空穴传导，即空穴传导型，称为p型半导体。
在P型半导体中，空穴是多数载流子，电子是少数载流子。
在半导体器件的各种效应中，少数载流子通常起着重要作用。
不含杂质或缺陷的纯半导体，其内部电子和空穴浓度相等，称为本征半导体。
由于制造器件的性能不稳定，本征半导体不适合制造半导体器件。
相反，其中掺杂有一定量杂质的半导体被称为杂质半导体或非本征半导体，其是实际用于制造半导体器件和集成电路的材料。
将少量三价元素杂质如硼（或铟）掺入硅（或锗）晶体中。
由于硼原子仅具有三个价电子，当它与周围的硅原子形成共价键时，它缺少电子。
水晶中出现空缺。
当相邻共价键上的电子在其他激发条件下经受热振动或能量时，可以填充空位，使硼原子成为固定的负离子和原始的硅原子。
共价键由缺少电子形成，半导体是中性的。
由于硼原子可以接受硅晶体中的电子，因此硼被认为是受主杂质或P型杂质。
除硼外还添加硅或锗受体杂质，还有铟和铝。
加入砷化镓的受体原子包括元素周期表中的II族元素（作为镓原子的受体）或IV族元素（作为砷原子的受体）。
P型半导体的共价键结构值得注意的是，在产生空穴时不会产生新的自由电子，但原始晶体本身仍会产生少量的电子 - 空穴对。
通过控制掺入的杂质的量，可以控制孔的数量。
在P型半导体中，空穴的数量远大于自由电子的数量。
在这种半导体中，空穴传导占主导地位，因此空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。
通过模拟P型半导体，为了在半导体中产生过量电子，可以将一种施主杂质或N型杂质掺入硅（或锗）晶体中。
供体原子是掺杂半导体的共价键结构中的多于一个电子。
在硅工艺中，典型的供体原子是磷，砷和锑。
在砷化镓工艺中，所用的供体原子包括元素周期表中的VI族元素（这些是砷原子的供体）或IV族元素（用作镓原子的供体）。
当将施主原子添加到半导体中时，其过量的电子容易被热激发并且脱离共价键而变成自由电子。
自由电子参与传导电流，但在其移动后，它在供体的原子位置留下固定的，不可移动的正离子，使半导体保持中性。
值得指出的是，在产生自由电子的同时，不会产生相应的空穴。
它被称为电子半导体或N型半导体，因为由于掺杂有施主原子的半导体而存在过量的自由电子。
在N型半导体中，电子是多数载流子，空穴是少数载流子。
N型半导体的共价键结构