Halvlederbåndstruktur
Se elektrisk ledning og halvleder for en mere detaljeret beskrivelse af båndstruktur.
I faste stoffer afhænger elektronernes evne til at fungere som ladningsbærere af tilgængeligheden af ledige elektroniske tilstande. Dette gør det muligt for elektronerne at øge deres energi (dvs. at accelerere), når der påføres et elektrisk felt. På samme måde giver huller (tomme tilstande) i det næsten fyldte valensbånd også mulighed for ledningsevne.
Som sådan afhænger et fast stofs elektriske ledningsevne af dets evne til at lade elektroner strømme fra valensbåndet til ledningsbåndet. Derfor er den elektriske ledningsevne høj i tilfælde af et halvmetal med et overlapningsområde. Hvis der er et lille båndgab (Eg), kan elektronerne kun strømme fra valens- til ledningsbåndet, hvis der tilføres ekstern energi (termisk osv.); disse grupper med et lille Eg kaldes halvledere. Hvis Eg er tilstrækkelig stor, bliver elektronernes strøm fra valens- til ledningsbånd ubetydelig under normale forhold; disse grupper kaldes isolatorer.
Der er dog en vis ledningsevne i halvledere. Dette skyldes termisk excitation – nogle af elektronerne får energi nok til at springe over båndgabet på én gang. Når de først er i ledningsbåndet, kan de lede elektricitet, og det samme kan det hul, de efterlod i valensbåndet. Hullet er en tom tilstand, der giver elektronerne i valensbåndet en vis grad af frihed.