Ge ve Si kristrallerinde bu 4 valans elektronu 4 komşu atoma bağlıdır. Bu atomlar arasında yer alan ortak kullanımlı valance elektronları kuvvetli bir bağ yapmalarına rağmen bu valance elektronları yeteri kadar kinetik enerji absorbladıklarında serbest hale geçebilirler yani bağlarından kopartılabilirler. Dolayısıyla uygulanan elektrik alan ile (örneğin bir voltaj kaynağına bağlandığında ya da farklı bir potansiyelde tutulduğunda) bu elektronlar serbest elektronların hareketinden bahsedilebilir.

Protonlar tarafında verilen ışık enerjisi ortamın termal enerji gibi etkinler elektronları serbest hale geçirebilir. Oda sıcaklığında saf silikon materyeli için bir cm³ de  1,5.10¹⁰  serbest taşıyıcı var. Bu doğal olaylardan dolayı materyal içinde açığa çıkan serbest elektronlar intrinsic taşıyıcılar olarak adlandırılır. Ge için intrinsic taşıyıcılar cm³ de 2,5.10¹³’ tür. Burada Ge, Si’ a göre oda sıcaklığında daha iyi bir iletkendir. Fakat bu iletkenlik kötü bir iletkenliktir. Yarı iletkenin sıcaklığında bir artış yarıiletken materyal içersindeki serbest elektronların eşdeğer bir artışıyla sonuçlanır.

Şekil:  Silikon kristalinin yüzeye yakın bir bölgesinde bir elektronun enerji band diagramı.

N=11 Si atom 44 tane valans elektronu  bir ışık etkisi ile bir elektron iletkenlik bandına hareket eder, valans bandında bir boşluk bırakır. Bir elektron-boşluk çifti yaratılır.

İyonize olmuş Si⁺⁴ atomunun yanlız başına ve Kristal içinde iken bir elektronun enerji band diyagramı:

Bu hol (boşluk) çiftinin bağ üzerinde gösterimi şöyledir.

                            o boşluk           elektron

Band modelinde valans bandındaki boşluk işgal edilmez. Genellikle devre analizinde, diodların ve transistörlerin enerji band diyagramlarını kısaca