PN结（PNjunction）

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‌PN结‌是一种半导体器件的基本组成单元，通过特定的掺杂工艺将P型半导体和N型半导体制作在同一块半导体基片上。P型半导体掺入受主杂质（如硼），空穴为多子；N型半导体掺入施主杂质（如磷），电子为多子。这两种半导体在交界处形成内建电场，阻止多数载流子的进一步扩散，但允许少数载流子漂移，最终达到动态平衡，形成PN结。‌

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PN结的形成过程

• ‌掺杂工艺‌：通过外延、扩散或离子注入等方法，将P型和N型半导体材料制作在同一块基片上。
• ‌扩散和漂移‌：P区的空穴向N区扩散，N区的电子向P区扩散，留下固定电荷，形成空间电荷区。
• ‌内建电场‌：由于浓度差形成的内建电场阻止多数载流子的进一步扩散，但允许少数载流子漂移，最终达到动态平衡，形成PN结。
  

PN结的特性

• ‌单向导电性‌：在没有外加电压时，PN结中的扩散和漂移运动达到动态平衡，总电流为零。外加正向电压时，多数载流子扩散运动增强，形成较大的正向电流；外加反向电压时，内建电场增强，形成极微弱的反向电流。
• ‌反向击穿性‌：当反向电压增大到一定程度时，内建电场强，载流子发生带隙之间遂穿或雪崩效应，反向电流突然增大，这一现象称为击穿。击穿电压取决于PN结的掺杂浓度。
• ‌伏安特性‌：PN结的伏安特性描述了其电压与电流之间的关系。在正向偏置时，电流随电压增加而迅速增加；在反向偏置时，电流几乎保持不变，直到发生击穿。
• ‌电容特性‌：PN结还具有电容特性，空间电荷区的宽度和电荷分布影响其电容。在反向偏置时，空间电荷区变宽，电容减小；在正向偏置时，空间电荷区变窄，电容增加。
  

PN结的应用
PN结是构成各种半导体器件的基本组成单元，应用于二极管、三极管、场效应晶体管、太阳能电池等。其单向导电性和击穿特性使得PN结在电子设备中发挥重要作用。

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一般在谈到半导体的PN结时，就会联系到势垒，这涉及半导体的基础内容。简单地说，所谓势垒也称位垒，就是在PN结由于电子、空穴的扩散所形成的阻挡层，两侧的势能差，就称为势垒。