N型或P型半导体的导电能力虽然比本征半导体大大增强，但仅用其中一种材料还不能直接制成半导体器件.通常是在一块晶片上，采取一定的掺杂工艺措施，在两边分别形成P型半导体和N型半导体，在两者的交界处就形成一个特殊的薄层，这个薄层就称为PN结.PN结是构成各种半导体器件的基础.
1.PN结的形成
图4-5所示是一块晶片（硅或锗），两边分别形成P型半导体和N型半导体.图中⊖代表得到一个电子的三价杂质（如硼）离子.⊕代表失去一个电子的五价杂质（如磷）离子.由于P型半导体有大量的空穴和少量的电子，N型半导体有大量的电子和少量的空穴，P型半导体和N型半导体交界面两侧的电子和空穴浓度相差很大.因此空穴要向N区扩散，自由电子也要向P区扩散（所谓扩散运动就是物质从浓度大的地方向浓度小的地方运动）.扩散的结果在P区中靠近交界面的一边出现一层带负电荷的离子区，在N区中靠近交界面的一边出现一层带正电荷的离子区.于是在交界面附近形成一个空间电荷区，这个空间电荷区就是PN结.
图4-5 PN结的形成及内电场
正负电荷在交界面两侧形成一个内电场，方向由N区指向P区．内电场对多数载流子的扩散运动起阻挡作用，但又可以推动少数载流子（P区的自由电子和N区的空穴）越过空间电荷区进入到另一侧．这种少数载流子在内电场作用下的运动称为漂移运动．PN结内电场的电位差约为零点几伏，宽度一般为几微米到几十微米.
2.PN结的单向导电性
PN结在无外加电压的情况下，扩散运动和漂移运动处于动态平衡.如果在PN结两端加上电压，就会打破载流子扩散运动和漂移运动的动态平衡状态.(www.xing528.com)
（1）外加正向电压——正偏导通.
给PN结加上正向电压，即外电源的正极接P区，负极接N区（称正向连接或正向偏置），如图4-6（a）所示.由图可见，外电场将推动P区多子（空穴）向右扩散，N区的多子（电子）向左扩散，使空间电荷区变薄因而削弱了内电场，这将有利于扩散运动的进行，从而使多数载流子顺利通过PN结，形成较大的正向电流，由P区流向N区.这时PN结对外呈现较小的阻值，处于正向导通状态.
（2）外加反向电压——反偏截止.
将PN结按图4-6（b）所示方式连接，给PN结加上反向电压，即外电源的正极接N区，负极接P区（称PN结反向偏置）.由图可见，外电场方向与内电场方向一致，它将N区的多子（电子）从PN结附近拉走，将P区的多子（空穴）从PN结附近拉走，使PN结变厚，内电场增强，多数载流子的扩散运动更难进行，但使少数载流子的漂移运动增强.由于漂移运动是少子运动，因而漂移电流很小，所以仅能形成很小的反向电流.这时PN结对外呈现很大的阻值.若忽略漂移电流，则可以认为PN结截止.
图4-6 PN结单向导电性原理
综上所述，PN结正向偏置时，正向电流很大；PN结反向偏置时，反向电流很小，这就是PN结的单向导电性．理想情况下，可认为PN结正向偏置时，电阻为零，PN结正向导通；PN结反向偏置时，电阻为无穷大，PN结反向截止．PN结所具有的这种特性称为“单向导电性”.
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
