Die Paarbildung
Allein die thermische Energie eines Halbleiters bei Zimmertemperatur reicht aus, damit Elektronen den Kristallverband verlassen und Fehlstellen (Löcher, Defektelektronen) zurückbleiben (Bild 2). Da die Entstehung eines wanderungsfähigen Elektrons stets mit der eines Loches (Defektelektrons) verbunden ist, nennt man diesen Vorgang Paarbildung.
Steigt die Temperatur des Halbleiters, so vergrößert sich auch seine thermische Energie. Durch diese Energiezufuhr verstärkt sich die Paarbildung. Damit stehen mehr wanderungsfähige Ladungsträger für einen Leitungsvorgang zur Verfügung. Das wird bei speziellen Halbleiterbauelementen, den Heißleitern, genutzt. Genauere Informationen dazu sind unter dem Stichwort "Thermistor" zu finden.
Die Rekombination
In einem Halbleiter erfolgt nicht nur ständig eine Paarbildung, sondern
auch der umgekehrte Vorgang (Bild 3). Die Vereinigung von Elektron und
Defektelektron wird als Rekombination
bezeichnet. Dabei verringert sich die Anzahl der wanderungsfähigen
Ladungsträger. Zugleich wird bei diesem Vorgang Energie freigesetzt,
die in Form von Wärme oder Licht an die Umgebung abgegeben wird.
Das wird z.B. bei Leuchtdioden
genutzt. Weitere Informationen dazu findet man unter diesem Stichwort.
In der Regel gehen in einem Halbleiter Paarbildung und Rekombination
ständig vor sich. Bei einer bestimmten Temperatur des Halbleiters
bleibt deshalb im Mittel die Anzahl der wanderungsfähigen Ladungsträger
im Halbleiter und damit seine Leitfähigkeit gleich groß.