【導讀】本身他們的作用都很小，通俗一點講就是中性的，但是當這2種材料結合在一起的時候，就會變得神奇，他們的行為方式會非常的不同，就會產(chǎn)生“PN 結”的東西。
N型材料與P型材料的結合形成二極管，會形成PN結，那么是怎么形成的呢？
硅摻雜少量銻時，就是 N 型半導體材料，當硅材料摻雜少量硼時，會形成 P 型半導體材料。
本身他們的作用都很小，通俗一點講就是中性的，但是當這2種材料結合在一起的時候，就會變得神奇，他們的行為方式會非常的不同，就會產(chǎn)生“PN 結”的東西。
當他們結合在一起的時候，就會產(chǎn)生很大密度階梯，就是施主雜質(zhì)原子的一些自由電子開始遷移穿過這個新形成的結以填充產(chǎn)生負離子的 P 型材料中的空穴。
這個時候電子已經(jīng)從N 型硅穿過 PN 結移動到 P 型硅，在負側(cè)留下有帶正電的供體離子，在受體雜質(zhì)的空穴遷移穿過結在相反方向進入有大量自由電子的區(qū)域。
當沿結的 P 型電荷密度被帶著負電的 NA 填充，沿結的 N 型電荷密度變?yōu)檎姾?，這個過程來回繼續(xù)的時候，當穿過結的電子數(shù)量更多的電荷排斥并阻止任何更多的電荷流子穿過結，終，當施主原子排斥空穴而受體原子排斥電子時，將出現(xiàn)平衡狀態(tài)（電中性情況），在結區(qū)域周圍產(chǎn)生“勢壘”區(qū)域。
由于沒有自由載流子可以停留在存在勢壘的位置，因此與遠離結的 N 型和 P 型材料相比，結兩側(cè)的區(qū)域現(xiàn)在完全耗盡了任何更多的自由載流子。PN 結周圍的這個區(qū)域現(xiàn)在稱為耗盡層。
總之，PN 結每一側(cè)的總電荷必須相等且方向相反，才能保持中性電荷狀態(tài)，就是說2者的關系為 Dp*N A = Dn*N D。
現(xiàn)在來說說耗盡層的距離
由于N型材料失去了電子，P型失去了空穴，N型材料相對于P型變成了正極。然后，結兩側(cè)存在的雜質(zhì)離子會導致在該區(qū)域建立電場，N 側(cè)相對于 P 側(cè)處于正電壓。
現(xiàn)在的問題是，自由電荷需要一些額外的能量來克服現(xiàn)在存在的障礙，使其能夠穿過耗盡區(qū)結。
擴散過程產(chǎn)生的電場在結點上產(chǎn)生了一個“內(nèi)置電位差”，其開路（零偏置）電位為：
PN結電位
其中：E o是零偏置結電壓，V T是室溫下 26mV 的熱電壓，N D和N A是雜質(zhì)濃度，n i是本征濃度。
在通常的情況下，硅耗盡層兩端的電壓約為 0.6 – 0.7 伏，鍺約為 0.3 – 0.35 伏。即使設備沒有連接到任何外部電源，這種勢壘也將始終存在。
那么在PN結的理論中，可以通過將不同摻雜的半導體材料連接或擴散在一起來制作 PN 結，以生產(chǎn)稱為二極管的電子設備，該二極管可用作整流器的基本半導體結構，所有類型晶體管、LED、太陽能電池和更多此類固態(tài)設備。
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