原子外环中的电子数量仍然是导体与绝缘体之间差异的原因。众所周知，固体材料主要用于电子设备中以实现电子传导。这些材料可以分为导体，半导体和绝缘体。

但是，导体，半导体和绝缘体通过能级图来区分。这里将说明使电子离开其价带并进入传导所需的能量。该图是材料中所有原子的合成。下图显示了绝缘子，半导体和导体的能级图。

价带

底部是价带。它代表最接近原子核的能级，并且价带中的能级拥有平衡核正电荷所需的正确电子数。因此，该带称为填充带。

在价带中，电子与原子核紧密结合。在能级上向上移动时，电子在每个后续能级中更轻地结合到原子核上。扰动更靠近原子核的能级中的电子并不容易，因为它们的运动需要更大的能量，并且每个电子轨道都有不同的能级。

导带

图中的最上面或最外面的带称为导带。如果电子的能级在该能带之内，并且在晶体中相对自由移动，那么它会传导电流。

在半导体电子学中，我们主要关注价带和导带。以下是有关它的一些基本信息-

• 每个原子的价带显示了外壳中价电子的能级。

• 必须向价电子中添加一定量的能量，以使它们进入导带。

禁忌

价带和导带由一个缝隙隔开，无论存在什么地方，都称为禁带。为了穿越禁带，需要一定量的能量。如果不足，则不会释放电子进行传导。电子将保持在价带中，直到它们获得更多的能量穿过禁带。

特定材料的导电状态可以通过禁止间隙的宽度来表示。在原子理论中，间隙的宽度以电子伏特(eV)表示。电子伏特定义为当电子承受1 V的电势差时获得或损失的能量量。每个元素的原子具有不同的能级值，可以传导。

注意，绝缘体的禁止区域相对较宽。为了使绝缘体导通，将需要非常大量的能量。例如，硫铁矿。

如果绝缘子在高温下运行，增加的热能会导致价带电子移动到导带中。

从能带图可以清楚地看出，半导体的禁带间隙比绝缘体的禁带间隙小得多。例如，硅需要获得0.7 eV的能量才能进入导带。在室温下，热能的添加可能足以引起半导体中的传导。该特定特性在固态电子设备中非常重要。

在导体的情况下，导带和价带部分重叠。从某种意义上说，没有禁止的差距。因此，价带电子能够释放成为自由电子。通常，在正常室温下，导体内几乎没有导电。