两种载流子区域相接

p型区域以空穴为多数载流子,n型区域以电子为多数载流子。二者在同一材料中形成相邻区域时,会因载流子浓度差发生扩散。PN结不是把一块整体带正电的材料和一块整体带负电的材料简单粘起来,形成前的两侧通常在宏观上近似电中性。

参考:[2] [1]

耗尽层与内建电场

电子与空穴在交界附近扩散并复合后,留下不能像载流子那样自由移动的离化杂质电荷。这一空间电荷区产生内建电场,阻碍进一步扩散。达到热平衡时,扩散与电场引起的漂移相互平衡,净电流为零,并非所有微观运动都停止。

参考:[1]

正向与反向偏置

把外加电压按正向连接,可以降低阻碍多数载流子通过的势垒,电流显著增加;反向连接通常扩大耗尽区并抑制这类电流。反向电流不严格等于零,电压超过特定条件还可能发生击穿。因此二极管的“单向阀”比喻只是一种近似。

参考:[1]

光照与可制造的结

光在半导体中产生电子与空穴后,结区电场可帮助分离电荷,使PN结成为太阳能电池和光探测结构的重要基础。扩散工艺改善了结深和区域分布的控制,推动了太阳能电池及晶体管的发展;材料、接触与几何仍共同决定实际器件性能。

参考:[3] [1]