Энергия ионизации примесных атомов значительно меньше, чем собственных атомов полупроводника, потому что примесный атом в кристалле находится в потенциальной яме, создаваемой атомами основного вещества. 2 Поэтому его электрон имеет меньшую энергию, чем в свободном пространстве. 2 Чтобы вырвать этот электрон из ямы, нужно приложить меньшую энергию, чем для ионизации изолированного атома. 2

Величина этой энергии зависит от глубины потенциальной ямы, которая, в свою очередь, зависит от валентности примесного атома, расстояния между атомами в кристалле и электронной структуры полупроводника. 2

Кроме того, пятый валентный электрон атома примеси связан со своим атомом силой кулоновского взаимодействия, энергия этой связи невелика. 5