本征半导体是一种纯净的、具有完整晶体结构的半导体.常用的本征半导体是硅（Si）和锗（Ge）.它们都是4价元素，即在原子最外层轨道上各有4个价电子.其原子结构如图4-1所示.
图4-1 硅原子与锗原子结构图
下面以硅晶体为例来说明半导体的导电特性.
本征半导体硅晶体结构示意图如图4-2所示.各原子间整齐而有规则地排列着，使每个原子的最外层的4个价电子不仅受所属原子核的吸引，还受相邻4个原子核的吸引，每一个价电子都为相邻原子核所共用，形成了共价键结构.每个原子核最外层等效有8个价电子，满足了稳定条件.
本征半导体在温度为绝对零度（-273.15℃）时，其共价键中的价电子被束缚得很紧，不能成为自由电子，这时的半导体不导电，在导电性能上相当于绝缘体.但在获得一定能量（温度增高或受光照）后，共价键中的有些价电子就会挣脱原子核的束缚，成为自由电子.温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多.自由电子是本征半导体中一种可以参与导电的带电粒子，叫做载流子.
价电子挣脱共价键的束缚而成为自由电子后，在共价键中就留下一个空位，称为“空穴”，也称为“载流子”（图4-3）.中性的原子因失去一个电子而带正电，同时形成了一个空穴，故也可以认为空穴带正电.
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图4-2 硅晶体共价键结构图
图4-3 自由电子与空穴的形成
空穴的出现将吸引相邻原子的价电子离开它所在的共价键来填补这个空穴，因而这个相邻原子也因失去价电子而产生新的空穴.这个空穴又会被相邻的价电子填补而产生新的空穴，这种电子填补空穴的运动相当于带正电荷的空穴在运动，实际上，空穴是不动的，移动的只是价电子.于是空穴就可以被看做带正电荷的载流子.
在有外电场作用时，带负电的自由电子将逆着电场的方向做定向运动，形成电子电流；带正电的空穴则顺着电场方向做定向运动（实际上是共价键中的价电子在运动），形成空穴电流.两部分电流方向相同，总电流为电子电流和空穴电流之和.
由此可见，半导体中有自由电子和空穴两种载流子，因而存在着电子导电和空穴导电两种导电方式.这是半导体导电的最大特点，也是在导电原理上和金属导电方式的本质区别.
由上述分析，外界的温度和光照变化将影响半导体内部载流子的数量，因此温度越高或光照越强，半导体的导电能力就越强.
在常温时，本征半导体虽然存在着自由电子和空穴两种载流子，但数目很少，因此导电能力很差.但如果在本征半导体中掺入微量的某种杂质后，其导电能力就可以增加几十万乃至几百万倍.
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