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有一个价电子挣脱共价键成为自由电子，就会留下一个空穴，成对产生；另一方面，运动中的电子跳进空穴，同时也就减少一个空穴，这称为复合，即成对消失。所以在一定的温度下，电子、空穴对的产生和复合最终处于一种平衡状态，使半导体中载流子的浓度一定，且电子浓度等于空穴浓度。
理论表明：本征载流子的浓度为：
上式中，
表示电子浓度（
）， 
表示空穴浓度（
），
为热力学温度（
）， 
是与半导体材料有关的常数（单位
）， 是玻耳兹曼常数（单位
），
是禁带宽度（单位
）。
