В полупроводниках существуют два вида носителей заряда -электроны и дырки. Если нет свободных носителей заряда - все электроны связаны с атомами и не могут перемещаться по кристаллу, то вещество не проводит электрический ток, т.е. является диэлектриком. Но такое положение существует только при абсолютном нуле температуры. С ростом температуры возрастает энергия колебательных движений атомов, и некоторая часть электронов приобретает энергию, достаточную для отрыва от атома. Оторвавшийся электрон может свободно перемещаться по кристаллической решетке. В том месте, откуда выбит электрон, образуется некомпенсированный положительный заряд, равный заряду электрона. Это и есть дырка. Она также может свободно перемещаться по кристаллу за счет перескока валентного электрона с соседних атомов, в результате дырка оказывается у соседнего атома и далее этот процесс повторяется. В результате образуется электронно-дыр очная пара. Этот процесс принято описывать как результат столкновения электрона с фононом. Фонон - квант энергии колебательных движений атомов кристаллической решетки. При столкновении фонон исчезает, его энергия передается электрону.
Процесс образования электронно-дырочных пар под действием теплового движения называется термогенерацией. Наряду с термогенерацией идет и обратный процесс -рекомбинация - когда свободный электрон соединяется с дыркой и восстанавливается валентная связь, пара носителей исчезает.
Собственный (чистый) полупроводник - беспримесный и бездефектный полупроводник с идеальной кристаллической решеткой. В собственном полупроводнике электроны и дырки всегда образуются парами и их концентрации и равны: n=р