PN结的形成及其单向导电性

构成半导体器件最基本的结构就是PN结。半导体二极管的主要原理就是利用PN结的单向导电性，在PN结上加上引线和封装就成了一个半导体二极管。

二极管的电路符号如图所示。二极管有两个电极，由P区引出的电极是正极，又叫阳极；由N区引出的电极是负极，又叫阴极。三角箭头方向表示正向电流的方向，二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极，二极管的文字符号用VD表示。 扩散运动的速度，固液气体，依次加快。 采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结。 P型半导体中的硼原子,为何成为带负电的离子? 第一种解释：电负性问题。 硼（2.04）的电负性比Si（1.90）的大，因此显负价。 附：电负性 周期表中各元素的原子吸引电子能力的一种相对标度 。又称负电性。一般来说，周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大；周期表从上到下，元素的电负性逐渐变小。电负性也可以作为判断元素的金属性和非金属性强弱的尺度。一般来说，电负性大于1.8的是非金属元素，小于1.8的是金属元素，而位于非金属三角区边界的“类金属”（如锗、锑等）的电负性则在1.8左右，它们既有金属性又有非金属性。 元素的电负性愈大，吸引电子的倾向愈大，非金属性也愈强，越带负电。 第二种解释：因为P型中的硼得到电子所以带负电，同理N型中的磷失去电子所以带正电。

由于自由电子和空穴浓度差的原因，有一些电子从N型区向P型区扩散，也有一些空穴要从P型区向N型区扩散。扩散运动使靠近接触面P区的空穴和N区的自由电子浓度大大降低，从而在接触面附近P区一边失去空穴，留下了带负电的杂质离子，N区一边失去电子，留下了带正电的杂质离子。开路中半导体中的离子不能任意移动，因此不参与导电。这些不能移动的带电粒子在P和N区交界面附近，形成了一个空间电荷区，空间电荷区的薄厚和掺杂物浓度有关。由于N区不移动的离子为正，P区不移动的离子为负，形成了由N指向P的内建电场。内建电场会阻止扩散运动的进行。 内建电场会阻止扩散运动的进行，而内建电场会促使产生与扩散运动相反的漂移运动。从而内部就有二种运动了。漂移运动作用的对象使少子。 参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同，达到动态平衡，就形成了PN结。PN结具有单向导电性。

空间电荷区也叫耗尽区。

P型半导体由于空穴是多子，从而成为正极或者阳极，内建电场指向P，如果P接一个外电路的正极，就会抵消内建电场，使耗尽区变窄，加速扩散运动，从而导通。 这个电阻是必要的。在任何一个PN结加了正向电压的回路中，一定要有一个电阻来限制这个回路中电流，来保护这个PN结，因为如果电流过大，温升过高就会烧掉PN结。 由于偏移运动作用的使少子，产生的电流很小，故要近似的认为其截止。 问题一：这样可以认为的控制它的导电性。 问题二：半导体器件的温度稳定性差，少子的浓度受温度的影响大。