首先必然是在晶体中，即其中的原子是十分有规律、整齐地排列着，其次是原子的核外电子容易受外界能量(热、光…)而脱离原子核的束缚成为自由电子。每有一个电子(带负电荷)离开原子核，就会在晶格中留下一个带正电荷的空位置，即空穴。
　　比较好理解的，就如电影院中整齐排列的座位，每个座位坐着人。将人视作电子，只要有人站起来走动，成为“自由电子”，就会多出来一个空位置，即空穴。别的人如果改坐到这个空位置上，他又会留下新的空位置，即空穴“移动”到别的位置上了。这空穴的“移动”，本质是电子在移动，但又与自由电子的移动不同。

 

由原子结构理论可知，硅元素单晶体的原子结构都是排列成非常整齐的共价键结构，如图1所示。

图1 硅原子单晶体的共价键结构

        图中，硅原子外层的四个电子分别与四周相遴的硅原子中的一个电子形成共价键，该电子既围绕自身的原子核运动，同时又围绕相邻位置上的原子核运动，即该两个电子为相邻两原子共有，所以称价电子。因此，硅单晶体（纯净的硅）在绝对零度时，这种原子结构非常稳定，没有能够自由活动的载流子，所以它的特性如同绝缘体一样不导电。

        当在室温下或受到外界加热后，外界的能量将打破原先的共价健结构，使价电子挣脱原子核的束缚而成为自由电子，同时在该共价键的位置上留下一个空位，该空位也称空穴，这个过程称为“热激发”。可见，受热激发后，产生一个自由电子的同时，也就产生一个空穴，如图2所示中成对出现的电子和空穴哪样。所以，热激发后将产生两种载流子，电子载流子和空穴载流子。如果该半导体受到外加电场的作用，半导体中的电子载流子就会因电场力的作用而作定向运动，从而形成电子流电流。

图2 硅原子单晶体热激发产生的电子空穴对