对于本征半导体，要想改变载流子浓度，只能通过改变温度来实现，然而提高温度载流子浓度的增加并不显著。
半导体术语中的掺杂是指控制特殊杂质原子的数量，从而有目的地增加电子或者空穴的浓度。为了增加电子浓度，通常会在硅中掺入Ⅴ族元素，如磷与锗，这些提供额外电子的杂质原子称为施主原子；为了增加空穴浓度，通常会在硅中掺入Ⅲ族元素，如硼，这些提供多余空穴的杂质原子称为受主原子。掺杂半导体称为非本征半导体。
一、化学键描述
1、n型掺杂
硅中掺入磷为n型掺杂，n表示电子，称n型掺杂是因为硅中掺入磷后电子浓度远大于空穴，多数载流子为电子。
n型掺杂
如图，我们在硅中掺入一个磷杂质即为n型掺杂，磷的四个价电子与硅形成共价键，还剩一个额外的价电子（称为施主电子），它不能进入共价键结构，松散地束缚在施主原子磷周围。在温度极低的时候，施主电子束缚在施主磷原子周围，但是在室温下，这个多余的额外的施主电子很容易挣脱束缚，变成能在晶格中自由运动的自由电子，成为载流子。
注：①掺杂的磷提供载流电子（因此称为施主），但是不增加空穴浓度。②当施主电子成为自由电子，磷原子失去一个电子带正电，它是一个不能移动的带正电的原子核，此时半导体材料整体依然呈电中性。
2、p型掺杂
硅中掺入硼为p型掺杂，p表示空穴，称p型掺杂是因为硅中掺入硼后空穴浓度远大于电子，多数载流子为空穴。
p型掺杂
如图，我们在硅中掺入一个硼杂质即为p型掺杂，硼的三个价电子与硅形成共价键，还剩一个共价键的位置是空的，与n型掺杂不同，p型掺杂没有多余的额外的价电子，只有其他硅原子共价键中的处于价带的电子获得能量激发到杂质能级，才会填充杂质原子的共价键空位，当这个空位被填满时，其他价电子原本所在的位置将变空，我们把这些空位称为空穴，空穴带正电，由于空穴的“移动”，总有电子补充过来，表现为空穴移走后，使原本束缚它的硼原子带上负电。
注：①掺杂的硼提供载流空穴（提供空穴本质是接受电子，因此称为受主），但是不增加电子浓度。②受主杂质原子能在价带中产生空穴，但不在导带中产生电子，当电子获得能量从硅的价带激发到杂质能级补充空位，也就是受主空穴成为载流子，硼原子获得一个电子带负电，它是一个不能移动的带负电的原子核，此时半导体材料整体依然呈电中性。
二、能带图描述
1、n型掺杂
施主电子未激发时的能量即杂质能级为 Ed ，施主电子获得能量就能激发到导带 Ec 。
为掺杂时，价带 Ev 和导带 Ec之间为禁带，是没有量子态的，但是掺杂破坏了晶格完美的周期性，引入了杂质原子，也就在禁带中引入了杂质量子态。
n型掺杂能带图（左为分立的杂质能级，右为施主电子从杂质能级激发到导带，尼曼书P87）
n型掺杂的是Ⅴ族元素，就会在靠近导带的地方引入量子态，这些杂质量子态有三个特征：①非常靠近导带；②不连续，没有形成能带，这是因为杂质原子浓度不够高，原子和原子之间没有交叠，能级不会分裂成能带；③每个能级上都包含一个额外的电子，这个电子就是磷额外多的那个施主电子。在T=0K时，这些电子没有足够的能量，不会激发到导带上，都待在能级 Ed 上，不会导电；T>0K时，施主电子中的一部分电子就会获得足够的能量，从杂质能级 Ed 激发到导带上成为自由电子；室温下几乎所有的施主电子都会从杂质能级激发到导带成为自由电子，从而导电。
2、p型掺杂
硅的共价键上的电子原本处于导带 Ev ，获得能量就能激发到杂质能级 Ea 。
为掺杂时，价带 Ev 和导带 Ec之间为禁带，是没有量子态的，但是掺杂破坏了晶格完美的周期性，引入了杂质原子，也就在禁带中引入了杂质量子态。
p型掺杂能带图（左为分立的杂质能级，右为硅的价电子从价带激发到杂质能级，尼曼书P87）
p型掺杂的是Ⅲ族元素，靠近价带的杂质能级都是空的，我们可以认为一个空位就是一个空穴。在T=0K时，没有电子从价带激发到杂质能级，能级 Ea 上都是空的（也就是空穴没有获得足够的能量从杂质能级激发到价带），不会导电；T>0K时，硅共价键的价电子中的一部分电子就会获得足够的能量，从价带 Ev 激发到杂质能级上（也就是一部分空穴获得足够的能量，从杂质能级激发到价带，成为自由移动的自由空穴）；室温下几乎所有的杂质原子带来的空位都被硅的价电子从价带激发到杂质能级上填满（几乎所有的空穴都会从杂质能级激发到价带成为载流子），从而导电。
三、能带图中的相对位置
！！！在n型掺杂中，费米能级会高于本征费米能级，更靠近导带底。
！！！在p型掺杂中，费米能级会低于本征费米能级，更靠近价带顶。