Elektriõpetusest teame, et elektrivool on laengukandajte suunatud liikumine. Tahkistes on laengukandjateks elektronid (mõned erandid, nn. tahked elektrolüüdid, välja arvatud). Suunatud liikumisse tõukab laengukandjaid elektrijõud, mis neile mõjub tahkisele rakendatud elektriväljas. See jõud kiirendab elektrone, lisades neile kineetilist energiat. “Pakutavat” energiat saavad elektronid vastu võtta ainult siirete kaudu vabadele kõrgematele energiatasemetele, nt. tsooni asustamata alatasemetele. Vaatame, millised on selleks võimalused metallides, dielektrikutes ja pooljuhtides.
Metalli pooltäidetud tsoonis (see on ühtaegu nii valentsi- kui ka juhtivustsooniks) on külluses nii elektrone (elektrongaas!) kui ka vabu alatasemeid – energia kasvuruumi. Seepärast ongi nad suurepärased elektrijuhid.
Dielektriku tühjas juhtivustsoonis on “energiaruumi” avarasti, kuid seal puuduvad elektronid, mida väli võiks liikuma suunata. Valentsitsoonis on küll kõik alatasemed elektronidega täidetud, kuid väli ei saa neid kiirendada: puuduvad vabad alatasemed, millele elektrone kergitada (nagu tihedas rahvasummas: rõhutakse peale, aga liikuda pole kuhugi...). Nõnda ei juhigi nad voolu, on isolaatorid.
Et pooljuhi keelutsoon on suhteliselt kitsas, saab mõningane osa valentsitsooni elektronidest kristallivõre soojusvõnkumistelt küllalt energiat, et hüpata üle keelutsooni juhtivustsooni. Kuna seal on rohkesti vabu alatasemeid, saab väli neid kiirendada ja tekitada elektrivoolu. Sellest siis nimigi – juhtivustsoon. Elektronide hüppeid üle keelutsooni võib käsitada ka kui kristalliaatomite soojuslikku ioniseerimist, valentssidemete lõhkumist. Pooljuhi juhtivustsooni pääseb palju vähem elektrone, võrreldes metalli pooltäidetud tsooni “asukate” arvuga. Seetõttu jääbki pooljuhtide elektrijuhtivus tugevasti maha metallide omast (olenevalt ainest ja valmistusviisist langeb nende eritakistus vahemikku 10−6...108Ω⋅m metallide 10−8...10−7Ω⋅m vastu). Siit nimetuski – pooljuhid.
Kuna pooljuhis on osa elektrone siiratud valentsitsoonist juhtivustsooni, jääb nüüd ka sinna vabu alatasemeid – “auke”. Täites neid auke, pääsevad ka valentsitsooni elektronid liikuma. Elektronjuhtivusele läbi juhtivustsooni lisandub aukjuhtivus valentsitsooni kaudu. Seda on hõlpsaim kujutleda pooljuhi aatomi ioniseerimisel tekkiva positiivse iooni näiva liikumisena läbi kristalli (joon.10.3): ioniseeritud aatom haarab kaotatud elektroni asemele naabri oma, see “röövib” omakorda järgmist ja nõnda muudkui aatomite ahelikku pidi edasi. Seega on siis auk positiivne laengukandja, ta triivib vooluallika negatiivse pooluse poole. Koguvool liitub elektronide ja aukude vastasuunalistest voogudest.
Pakume võrdluse argielust. Teatrisaalis on üksikuid tühje kohti. Vastutulelikud teatrilised loovutavad need hilinejaile, ise järjest kohalt-kohale ümber istudes. “Augud” liiguvad siis hilinejate poole vastu ümberistumiste suunda. Kui hilineja temani jõudnud kohale istub, modelleerib see rekombinatsiooni, elektroni ja augu taasühinemist, millest tuleb veel juttu.
Mida kõrgem on pooljuhi temperatuur, seda enam elektrone paisatakse juhtivustsooni ja rohkem auke jääb valentsitsooni. Juhtivus kasvab soojenedes järsult (eksponentsiaalselt), ja pooljuhte saab kasutada tundlike temperatuuritajurite – termotakistite ehk termistoridena. Metallides on asi vastupidi: soojenedes takistus kasvab: voolukandjate hulk seal ei muutu, sageneb nende hajumine võrevõnkumistel. Pooljuhtides korvab voolukandjate soojuslik rohkenemine paljukordselt takistuse termilise kasvu.
Täiendavaid voolukandjaid vabastab pooljuhis ka tema valgustamine, kui vaid footonite energia ületab keelutsooni laiuse (keskmine nool joonisel 10.2). See on sisefotoefekt ehk fotojuhtivus, mida rakendatakse valgustajurites – fototakistites.