在气态物质中，分子的排列不紧密。在液体中，分子排列是中等的。但是，在固体中，分子是如此紧密地排列，以至于分子原子中的电子趋于移动到相邻原子的轨道中。因此，当原子聚集在一起时，电子轨道重叠。

由于固体中原子的混合而不是单个能级，因此会形成能级带。这些紧密结合的能级集称为能带。

价带

电子以一定的能级在原子中移动，但是最内层壳层中的电子的能量高于最外层壳层中的电子。存在于最外层壳中的电子称为价电子。

这些包含一系列能级的价电子形成一个能带，称为价带。价带是具有最高占据能量的带。

导带

价电子是如此松散地附着在原子核上，以至于即使在室温下，也几乎没有价电子离开能带。这些电子被称为自由电子，因为它们倾向于向邻近的原子移动。

这些自由电子是在导体中传导电流的电子，因此被称为传导电子。包含传导电子的带称为传导带。导带是具有最低占有能量的带。

禁带

价带与导带之间的间隙称为禁能间隙。顾名思义，这个乐队是没有能量的禁止乐队。因此，没有电子停留在该带中。价电子在进入导带时穿过该价带。

如果禁带的能隙更大，则意味着价带电子紧密地结合在原子核上。现在，为了将电子推出价带，需要一些外部能量，该能量等于禁止的能隙。

下图显示了价带，导带和禁带。

根据禁止间隙的大小，形成绝缘体，半导体和导体。

绝缘子

绝缘子是由于禁忌间隙大而无法导通的材料。例如：木材，橡胶。绝缘子的能带结构如下图所示。

特点

以下是绝缘子的特性。

• 禁止的能隙非常大。

• 价带电子与原子紧密结合。

• 绝缘体的禁能隙值为10eV。

• 对于某些绝缘子，随着温度的升高，它们可能会显示出一定的导电性。

• 绝缘体的电阻率约为107欧姆米。

半导体类

半导体是这样的材料，其中禁能隙很小，如果施加一些外部能量，则会发生传导。例如：硅，锗。下图显示了半导体中的能带结构。

特点

以下是半导体的特性。

• 禁能隙很小。

• Ge的禁带隙为0.7eV，而Si的禁带隙为1.1eV。

• 半导体实际上既不是绝缘体，也不是好的导体。

• 随着温度升高，半导体的电导率升高。

• 半导体的电导率将在102 mho-meter的数量级。

导体

导体是这样的材料，当价带和导带变得非常紧密以至于它们重叠时，禁带的能隙就会消失。例如：铜，铝。下图显示了导体中的能带结构。

特点

以下是导体的特性。

• 导体中没有禁止的间隙。

• 价带和导带重叠。

• 可用于传导的自由电子很多。

• 电压略有增加，会增加传导。

• 没有空穴形成的概念，因为电子的连续流动贡献了电流。

重要条款

在进入后续章节之前，有必要在这里讨论一些重要的术语。

当前

它只是电子的流动。电子或带电粒子的连续流动可以称为电流。由I或i指示。它以安培为单位。这可以是交流电AC或直流电DC。

电压

这是电位差。当在两点之间出现电位差时，称这两个点之间存在电压差。由V表示。以伏特为单位。

抵抗性

它是抵抗电子流的特性。拥有该特性可以称为电阻率。稍后将详细讨论。

欧姆定律

有了上面讨论的术语，我们就有了标准律，这对于所有电子组件的行为都至关重要，被称为欧姆定律。这说明了理想导体中电流和电压之间的关系。

根据欧姆定律，理想导体上的电位差与通过它的电流成正比。

$$ V \：\ alpha \：\：I $$

理想的导体没有电阻。但是实际上，每个导体都有一定的阻力。随着电阻增加，电位降也增加，因此电压增加。

因此，电压与其提供的电阻成正比。

$$ V \：\ alpha \：\：R $$

$$ V = IR $$

但是电流与电阻成反比。

$$ V \：\ alpha \：\：I \：\ alpha \：\：\ frac {1} {R} $$

I = V / R $$

因此，在实践中，欧姆定律可以表示为-

根据欧姆定律，流过导体的电流与导体上的电势差成正比，与导体提供的电阻成反比。

该定律有助于确定三个有助于分析电路的未知参数的值。