什么是PN结

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曾经在课本中学过，把一块P型半导体和一块N型半导体采用特殊工艺把它们黏连在一起，就形成了PN结。这种说法对吗？看着也对，不对也对，反正是教材中说的，不会有错吧…

看着也没什么毛病，那么这种特殊工艺到底是一种什么工艺哪？

P型半导体掺杂的是3价硼，其多子是空穴，N型半导体掺杂的是5价磷，其多子是自由电子。把它们俩黏在一起，由于空穴与自由电子浓度差的原因，不对它们施加任何外界条件，就会发生扩散运动，P区的空穴向N区扩散，N区的自由电子向P区扩散，就跟路过餐馆闻到香味一个道理。

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扩散的结果就导致在搭接面附近P区缺少空穴，N区缺少自由电子，进而就形成了由N区指向P区的内电场，即空间电荷区(耗尽层)。

内电场的形成会使带正电的空穴向P区运动，带负电的自由电子向N区运动，这种运动就是漂移运动，漂移运动是特定于少子的。可见，内电场的形成会阻碍扩散运动的进行，而加剧漂移运动的发展。

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当扩散运动(多子)与漂移运动(少子)达到动态平衡时，这时才产生了PN结。

再回到开头，看看教材中说的还对吗？所以，PN的形成是有条件和过程的，所谓的特殊工艺，也是在以硅材料为载体的基片上所采用的扩散工艺。

在以形成的PN结外层再加入一个外电场，它的动态平衡就被打破了。

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在PN结外部施加一个正向偏置，空间电荷区将变窄，扩散运动将加剧，漂移运动受到限制，呈现多子导通的状态。反之，给它加一个反向偏置，空间电荷区将变宽，扩散运动受到限制，漂移运动加剧，可漂移运动是少子在运动，所以，电流非常小，近似于截止状态。

这就是二极管单相导电性的原因。

对于半导体器件，受温度的影响特别的大，因为，温度越高，内部载流子的运动就会加剧，这样，电流就会发生变化，进而影响器件的运行稳定性。所以，对于电力电子设备，控制环境温度，给它提供一个特别舒适的环境是非常有必要的。

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刚才提到，在PN结外部施加一个正向偏置，空间电荷区将变窄，空间电荷区电荷量减少，相当于“放电”，在PN结外部施加一个反向偏置，空间电荷区将变宽，空间电荷区电荷量增加，相当于“充电”。可见，二极管在接交流电源时是存在电容效应的。

对于二极管的电容效应，后节再做描述，以上不妥之处，还请多多指教。

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