pn结知识点

【半导沙雕】pn结基础知识
【原创版】
目录
1.PN 结的定义与结构
2.PN 结的特性
3.PN 结的应用
正文
一、PN 结的定义与结构
PN 结，全称为 P 型半导体与 N 型半导体结，是由 P 型半导体和 N 型半导体相互接触而形成的。

P 型半导体中含有较多的空穴（电子空位），N 型半导体中含有较多的自由电子。

当 P 型半导体与 N 型半导体接触时，空穴和自由电子会发生复合，形成一个电子空位和空穴的平衡区域，这就是 PN 结。

二、PN 结的特性
1.单向导通性：PN 结具有单向导通性，即只有在正向电压作用下（P 端接正，N 端接负），PN 结才能导通，电流才能通过。

而在反向电压作用下（P 端接负，N 端接正），PN 结是绝缘的，电流不会通过。

2.动态响应特性：PN 结的动态响应特性是指在外加电压改变时，PN 结的导通或截止状态随之改变的特性。

当外加电压迅速改变时，PN 结的导通或截止状态不能立即跟随改变，存在一定的延迟，这就是 PN 结的动态响应特性。

三、PN 结的应用
1.二极管：PN 结最基本的应用是制作二极管。

二极管是电子器件中最常见的元件之一，具有单向导通性，常用于整流、限幅、信号切换等电路。

2.晶体管：PN 结也是晶体管的核心组成部分。

晶体管是电子器件中最重要的元件之一，具有放大、开关等功能，广泛应用于放大器、稳压器、脉冲发生器等电路。

3.光电二极管：PN 结还可以用于制作光电二极管。

光电二极管是一种光敏半导体器件，具有光电转换功能，广泛应用于光电传感器、光电开关等光电子器件。

一、P N结的形成在基材本征半导体上利用一定的工艺制作一个P区(P型半导体)，制作一个N区(N型半导体)，在两区交界处，由于多子的扩散运动，在交界处形成了正负电荷(正负离子)区。

空穴的扩散运动自由电子的扩散运动3价杂质原子形成的负离子5价杂质原子形成的正离子正负电荷产生静电场静电场静电场方向少子产生漂移运动静电场促使少子漂移静电场阻止多子扩散扩散运动和漂移运动达到平衡(动态平衡)，形成P N结，又称为空间电荷区还称为耗尽层。

二、P N 结的单向导电性P N 结正偏:外加电源使P 区的电位高于N 区的电位，称外加正向电压。

P N 结反偏:外加电源使P 区的电位低于N 区的电位，称外加反向电压。

P N 结正偏限流电阻◆正偏状态的P N结称为导通状态，扩散电流称为正向导通电流。

◆外电场使空间电荷区变窄，多子扩散运动加强，阻止少子的漂移运动。

P N 结反偏◆反偏状态的P N 结称为截止状态，漂移电流称为反向电流。

◆外电场使空间电荷区变宽，阻止多子扩散运动，加强少子的漂移运动。

◆因为少子量少，漂移电流很小，在近似计算中认为该电流为0。

◆单向导电性：正向导通，反向截止。

三、P N 结的电容效应◆ P N 结内部有动态电荷和束缚电荷两种，这两种电荷的多少都受外电场的影响，所以P N 结有电容效应。

P N 结正偏时外电场对动态电荷影响较大，此时的电容称为扩散电容C d 。

P N 结反偏时外电场对束缚电荷影响较大，此时的电容称为势垒电容C b 。

结电容bd j C C C +=◆ P N 结的电容效应使半导体器件在电子电路中对信号频率有一定的限制，当频率太高时，P N 结将失去单向导电性。

总结：本节知识点的关键词：扩散运动；漂移运动；空间电荷区；单向导电性；结电容。

思考题1.P N结上所加端电压与电流符合欧姆定律吗？2.为什么半导体器件有最高工作频率？。

总结 pn 结引言pn 结是指由一种p型半导体和一种n型半导体组成的结构，广泛应用于半导体器件中。

本文将总结pn结的基本原理、应用领域以及常见问题与解决方法。

一、pn 结的基本原理1. 构成pn 结由p型半导体和n型半导体组成，其中p型半导体富含正电荷载流子（空穴），n型半导体则富含负电荷载流子（电子）。

2. 结电势差当p型半导体与n型半导体相接触时，由于电子和空穴的扩散和结合，形成一个带电离子层。

这一过程会导致pn 结两侧的电势差，形成电势垒。

3. 动态平衡在静止状态下，当电势垒达到平衡时，p型半导体一侧的正电荷与n型半导体一侧的负电荷形成了耗尽区。

此时，电势差阻碍了进一步的扩散和结合。

4. 正向偏置和反向偏置在正向偏置下，外加电压使得电势差减小，进一步扩大耗尽区，导致载流子的扩散和结合加剧。

这样，电流得以通过pn 结。

在反向偏置下，外加电压增大电势差，进一步增强耗尽区，阻碍电流通过。

二、pn 结的应用领域1. 整流器pn 结由于具有单向导电特性，在电子设备中被广泛应用于整流器电路，将交流电信号转换为直流电信号，从而满足电子设备对直流电的需求。

2. 发光二极管pn 结在电流通过时会发生辐射激发现象，从而产生可见光。

这一特性被应用于发光二极管（LED）的制造，用于照明、指示灯和显示屏等领域。

3. 太阳能电池当光照射到pn 结上时，光子的能量将产生电子和空穴对。

这些载流子的运动会引起直流电压，在太阳能电池中将太阳能转化为电能。

4. 双向导通二极管双向导通二极管（TRIAC）利用了pn 结的双向导通特性，可以实现双向导通的控制，广泛应用于电能调节和开关控制等领域。

三、pn 结常见问题与解决方法1. 温度效应温度的变化会影响pn 结的导电性能，导致电流的变化。

解决方法是在设计中考虑温度补偿措施，如使用温度传感器进行反馈控制。

2. 热失效在高温环境下，pn 结可能会发生热失效，导致器件损坏。

解决方法是通过散热设计、温度保护器等方式来控制温度，保护pn 结的稳定性。

pn结概念
PN结是半导体器件中最基本、最重要的元件之一，其概念和作用被广泛应用于半导体器件的设计和制造中。

本文将围绕PN结的概念和
形成过程展开介绍。

1. PN结的概念
PN结是由一段掺杂了杂质原子的p型半导体和n型半导体组成的结构。

p型半导体中掺杂的杂质原子一般为三价元素，如硼；n型半导
体中掺杂的杂质原子一般为五价元素，如磷。

PN结的组成中，p型半
导体的电子浓度低于杂质原子的浓度，将会形成电子空穴；n型半导体的杂质浓度远高于p型半导体，即n型半导体中有很多自由电子，形
成了载流子的集体。

2. PN结的形成
PN结的形成一般采用扩散工艺。

首先，在n型半导体表面形成一层熔融的玻璃。

然后，在玻璃上均匀地撒上少量的霰粒，霰粒中含有
硼元素，硼元素通过扩散进入到n型半导体晶片表面，形成p型半导体。

因为两种半导体的电子浓度不同，当两种半导体用金属接触在一
起时，由于电子向高浓度区扩散的趋势，会在接界面形成一个电势垒，这个电势垒就是PN结。

3. PN结的作用
PN结具有一系列的特殊性质，可以作为半导体器件的基础元件。

首先，PN结具有阻止电流反向流动的特性，大大提高了半导体器件的
稳定性。

其次，应用外加电压可以改变PN结的导电性质，使之成为电
流放大器、整流器等特殊器件。

此外，PN结还可以用于制作光电二极管、太阳能电池、发光二极管等器件，提供了半导体器件的基础技术。

总之，PN结的概念和作用在半导体器件领域是非常重要的，对于对半导体器件有兴趣或者从事相关行业工作的人员，了解和掌握PN结
的知识是必要的。

P N结及其特性详细介绍1.PN结的形成在一块本征半导体在两侧通过扩散不同的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。

此时将在N型半导体和P型半导体的结合面上形成如下物理过程:扩散到对方的载流子在P区和N区的交界处附近被相互中和掉，使P区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子，N区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。

这样在两种半导体交界处逐渐形成由正、负离子组成的空间电荷区（耗尽层）。

由于P区一侧带负电，N区一侧带正电，所以出现了方向由N区指向P区的内电场PN结的形成当扩散和漂移运动达到平衡后，空间电荷区的宽度和内电场电位就相对稳定下来。

此时，有多少个多子扩散到对方，就有多少个少子从对方飘移过来，二者产生的电流大小相等，方向相反。

因此，在相对平衡时，流过PN结的电流为0。

对于P型半导体和N型半导体结合面，离子薄层形成的空间电荷区称为PN结。

在空间电荷区，由于缺少多子，所以也称耗尽层。

由于耗尽层的存在，PN结的电阻很大。

PN结的形成过程中的两种运动：多数载流子扩散少数载流子飘移PN结的形成过程（动画）2.PN结的单向导电性PN结具有单向导电性，若外加电压使电流从P区流到N区，PN结呈低阻性，所以电流大；反之是高阻性，电流小。

如果外加电压使PN结中：P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；P区的电位低于N区的电位，称为加反向电压，简称反偏。

(1)PN结加正向电压时的导电情况PN结加正向电压时的导电情况如图所示。

外加的正向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相反，削弱了内电场。

于是,内电场对多子扩散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。

扩散电流远大于漂移电流，可忽略漂移电流的影响，PN结呈现低阻性。

PN结加正向电压时的导电情况(2)PN结加反向电压时的导电情况外加的反向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相同，加强了内电场。

内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。

半导体物理学中的pn结半导体物理学是研究半导体材料和器件的特性及其应用的科学领域。

而其中一个核心概念便是pn结，它是一种半导体器件中常见的结构。

本文将介绍pn结的基本原理、特性和应用。

一、pn结的构成pn结由p型半导体和n型半导体直接接触形成。

p型半导体是掺入了三价杂质的半导体，如掺入硼或铝，带有多余的电子空穴。

n型半导体则是掺入了五价杂质的半导体，如掺入砷或磷，带有过剩的自由电子。

当这两种半导体相结合时，空穴和自由电子会通过碰撞重组，形成一个带电的区域，即结区。

二、pn结的工作原理在pn结中，有两个关键区域：n端和p端。

n端富含自由电子，而p端则富含电子空穴。

由于电荷差异，电子和空穴会相互扩散到对方的区域，形成漂移电流。

同时，当电子和空穴通过重组而消失时，会形成一个正电荷层和一个负电荷层。

这就是常说的耗尽区。

在平衡状态下，耗尽区的正电荷层和负电荷层正好平衡，称为开路状态。

而当外加电压施加在pn结上时，会改变耗尽区的电荷分布。

当施加的电压为正向偏置时，p端连接的电源的正极与n端连接的电源的负极，会加大耗尽区的宽度，减小耗尽区正负电荷层的高度，这就形成了导通状态。

反过来，当施加的电压为反向偏置时，p端连接的电源的负极与n端连接的电源的正极，会增大耗尽区的宽度和正负电荷层的高度，这就形成了截止状态。

三、pn结的特性1. 双向导电性：pn结在正向偏置下会导电，形成导通状态。

而在反向偏置下则会截止，不导电。

这种特性使得pn结成为一种可控制的电子器件。

2. 整流性：由于pn结的双向导电性，它可以用于整流电路。

在正向偏置下，电流可以流过pn结，而在反向偏置下则会被截止。

3. 光电效应：当光照射到pn结上时，通过光电效应，光子能量会被转化为电能。

这使得pn结广泛应用于光电器件，如太阳能电池。

四、pn结的应用1. 整流器件：如二极管和整流电路，用于将交流电转换为直流电。

2. 放大器件：如晶体管，能够放大信号，实现电子设备的放大功能。

pn结知识点归纳总结1. PN结的基本结构PN结的结构由N型半导体和P型半导体构成，N型半导体中电子浓度大，载流子主要为自由电子；P型半导体中正孔浓度大，载流子主要为正孔。

当N型半导体和P型半导体连接在一起时，由于扩散电子（来自N型半导体）和空穴（来自P型半导体）产生的载流子浓度差异，会在结附近形成电场，形成“势垒”。

2. PN结的形成原理PN结的形成原理主要包括扩散、漂移和复合过程。

（1）扩散过程：由于N型半导体中电子浓度大，P型半导体中正孔浓度大，在两者接触的区域，高浓度的电子和正孔会通过热激发和碰撞扩散到对方半导体中。

（2）漂移过程：在扩散过程中，载流子会受到电场的作用而发生漂移运动，形成电场。

（3）复合过程：当电子和正孔扩散到对方半导体中后，它们会发生复合，释放出能量，从而形成势垒。

3. PN结的电子学性质PN结在正向和反向偏置下的电子学性质不同。

（1）正向偏置：当PN结连接的端子电压为正向偏置时，P区的正电荷和N区的负电荷将被中和，减小势垒高度，电子和正孔将跨过势垒，导致电流流通，二极管处于导通状态。

（2）反向偏置：当PN结连接的端子电压为反向偏置时，P区的正电荷与N区的负电荷互相吸引，增大势垒高度，阻止电子和正孔跨过势垒，导致电流无法流通，二极管处于截止状态。

4. PN结的应用PN结广泛应用于各种半导体器件中，包括二极管、晶体管、光电二极管和太阳能电池等。

（1）二极管：二极管是最基本的半导体器件，由PN结构成。

它具有正向导电、反向截止的特性，可用于整流、开关和信号检测等电路中。

（2）晶体管：晶体管是一种三端口设备，由PNP或NPN结构构成。

它可以放大电流信号，用于放大器、开关和逻辑电路中。

（3）光电二极管：光电二极管是一种能够将光信号转换为电信号的器件，由PN结构成。

它广泛应用于光通信、光电传感器等领域。

（4）太阳能电池：太阳能电池是一种能够将太阳光能转换为电能的器件，由PN结构成。

第二章PN结1. PN结：由P型半导体和N型半导体实现冶金学接触(原子级接触）所形成的结构.任何两种物质（绝缘体除外）的冶金学接触都称为结（junction），有时也叫做接触(contact）。

2。

PN结是几乎所有半导体器件的基本单元。

除金属－半导体接触器件外,所有结型器件都由PN结构成。

3。

按照杂质浓度分布，PN 结分为突变结和线性缓变结.突变结杂质分布线性缓变结杂质分布4。

空间电荷区:PN结中，电子由N区转移至P区，空穴由P区转移至N区.电子和空穴的转移分别在N区和P区留下了未被补偿的施主离子和受主离子。

它们是荷电的、固定不动的，称为空间电荷。

空间电荷存在的区域称为空间电荷区。

5. 内建电场:P区和N区的空间电荷之间建立了一个电场—-空间电荷区电场,也叫内建电场。

PN结自建电场:在空间电荷区产生缓变基区自建电场：基区掺杂是不均匀的，产生出一个加速少数载流子运动的电场,电场沿杂质浓度增加的方向，有助于电子在大部分基区范围内输运。

大注入内建电场:在空穴扩散区(这有利于提高BJT的电流增益和频率、速度性能）。

6. 内建电势差：由于内建电场,空间电荷区两侧存在电势差，这个电势差叫做内建电势差（用表示).7。

费米能级:平衡PN结有统一的费米能级。

准费米能级：当pn结加上外加电压V后，在扩散区和势垒区范围内,电子和空穴没有统一的费米能级，分别用准费米能级。

8. PN结能带图热平衡能带图平衡能带图非平衡能带图正偏压：P正N负反偏压:P负N正9。

空间电荷区、耗尽区、势垒区、中性区势垒区:N区电子进入P区需要克服势垒，P区空穴进入N区也需要克服势垒.于是空间电荷区又叫做势垒区。

耗尽区：空间电荷区内的载流子完全扩散掉，即完全耗尽,空间电荷仅由电离杂质提供。

这时空间电荷区又可称为“耗尽区”.中性区:PN结空间电荷区以外的区域(P区和N区）。

耗尽区主要分布在低掺杂一侧，重掺杂一边的空间电荷层的厚度可以忽略。

10。

单边突变结电荷分布、电场分布、电势分布11. 载流子载流子：能够导电的自由粒子。

pn结（p-njunction）物理知识大全当今社会是一个高速发展的信息社会。

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还在等什么，快来看看这篇pn 结(p-njunction)物理知识大全吧~pn结（p-njunction）pn结(p-njunction)在一块n型(或p型)半导体单晶上，用适当的工艺方法(如合金法、扩散法和离子注入法等)把p型(或n型)杂质掺入其中，使这块单晶的不同区域分别具有p型和n型的导电类型，在二者的交界面处就形成了pn结。

pn结刚形成时，p区的多数载流子空穴向n区扩散，在n区边界附近与电子复合。

p区失去空穴，在其边界附近就剩下带负电的受主离子;同理，n区电子也向p区扩散，在其边界附近剩下带正电的施主离子。

结果在p区和n区交界面的两侧形成带正、负电荷的区域，称为空间电荷区，也叫耗尽区(多数载流子缺乏)。

空间电荷区内正、负离子电荷总量相等，其中形成的电场方向由n区指向p区，它就是pn结的自建电场。

在平衡时，自建电场的大小正好能阻止空穴和电子进一步扩散，使空间电荷区宽度保持一定。

当结上加正向电压时(即p区接电源正极，n区接负极)，自建电场削弱，使多数载流子(p区的空穴，n区的电子)容易通过pn结，因而电流较大，这时pn 结叫做正偏结，电流称为正向电流;当结上加反向电压时，内建电场增加，只有少数载流子(p区的电子，n区的空穴)易通过pn结，因而电流很小，这时pn结叫做反偏结，电流叫做反向电流。

pn结具有单向导电性，这是pn结最基本的性质之一。

pn结这种整流特性是很多半导体器件和电路的核心。

整流器及许多其他类型的二极管都是只含1个pn结的器件;一般结型晶体管是2个pn结构成的器件;晶体闸流管是含有3个或4个pn结的器件。

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PN结介绍一．什么是PN结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PN结。

PN结具有单向导电性。

一块单晶半导体中，一部分掺有受主杂质是P型半导体，另一部分掺有施主杂质是N型半导体时，P 型半导体和N型半导体的交界面附近的过渡区称为PN结。

PN结有同质结和异质结两种。

用同一种半导体材料制成的PN 结叫同质结，由禁带宽度不同的两种半导体材料制成的PN结叫异质结。

制造PN结的方法有合金法、扩散法、离子注入法和外延生长法等。

制造异质结通常采用外延生长法。

P型半导体（P指positive，带正电的）：由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的三价元素组成，会在半导体内部形成带正电的空穴；N型半导体（N指negative，带负电的）：由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的五价元素组成，会在半导体内部形成带负电的自由电子。

二、PN结的单向导电性PN结具有单向导电性，若外加电压使电流从P区流到N区，PN结呈低阻性，所以电流大；反之是高阻性，电流小。

如果外加电压使：PN结P区的电位高于N区的电位称为加正向电压，简称正偏；PN结P区的电位低于N区的电位称为加反向电压，简称反偏。

符号：电路中的画法：三、PN结的击穿特性当反向电压增大到一定值时，PN结的反向电流将随反向电压的增加而急剧增加，这种现象称为PN结的击穿，反向电流急剧增加时所对应的电压称为反向击穿电压，如上图所示，PN结的反向击穿有雪崩击穿和齐纳击穿两种。

1、雪崩击穿阻挡层中的载流子漂移速度随内部电场的增强而相应加快到一定程度时，其动能足以把束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电子—空穴对新产生的载流子在强电场作用下，再去碰撞其它中性原子，又产生新的自由电子—空穴对，如此连锁反应，使阻挡层中的载流子数量急剧增加，象雪崩一样。

雪崩击穿发生在掺杂浓度较低的PN结中，阻挡层宽，碰撞电离的机会较多，雪崩击穿的击穿电压高。

PN结百科原理杂质半导体N型半导体（N为Negative的字头，由于电子带负电荷而得此名）：掺入少量杂质磷元素（或锑元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，磷原子外层的五个外层电子的其中四个与周围的半导体原子形成共价键，多出的一个电子几乎不受束缚，较为容易地成为自由电子。

于是，N型半导体就成为了含电子浓度较高的半导体，其导电性主要是因为自由电子导电。

P型半导体（P为Positive的字头，由于空穴带正电而得此名）：掺入少量杂质硼元素（或铟元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，硼原子外层的三个外层电子与周围的半导体原子形成共价键的时候，会产生一个“空穴”，这个空穴可能吸引束缚电子来“填充”，使得硼原子成为带负电的离子。

这样，这类半导体由于含有较高浓度的“空穴”（“相当于”正电荷），成为能够导电的物质。

形成PN结是由一个N型掺杂区和一个P型掺杂区紧密接触所构成的，其接触界面称为冶金结界面。

在一块完整的硅片上，用不同的掺杂工艺使其一边形成N型半导体，另一边形成P型半导体，我们称两种半导体的交界面附近的区域为PN结。

在P型半导体和N型半导体结合后，由于N型区内自由电子为多子空穴几乎为零称为少子，而P型区内空穴为多子自由电子为少子，在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差。

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。

它们扩散的结果就使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。

在空间电荷区形成后，由于正负电荷之间的相互作用，在空间电荷区形成了内电场，其方向是从带正电的N区指向带负电的P区。

显然，这个电场的方向与载流子扩散运动的方向相反，阻止扩散。

pn 结电流电压特性1，pn 结的单向导电性（a）正向偏压下，pn结势垒的变化和载流子的运动处于热平衡状态的pn 结，空间电荷区内载流子浓度很低，电阻很大；p型和n型电中性区的载流子浓度很高，电阻很小。

因此，当给pn 结施加正向电压（即电源正极接p区，负极接n 区）时，外加偏压基本施加在势垒区。

正向偏压在势垒区产生了与内建电场的方向相反的电场，所以削弱了势垒区的内建电场。

因而，势垒区空间电荷相应减少，势垒区的宽度相应减小，同时势垒高度也从qVbi降低至q （Vbi-V）。

处于热平衡状态的pn 结，载流子的扩散电流Jdiff 与漂移电流Jdrift 完全相等，因而无净电流通过pn 结。

对pn结施加正向偏压后，势垒区电场强度减弱，漂移运动被削弱。

此时，扩散运动强于漂移运动（Jdiff > Jdrift），即产生了由电子从n 区指向p 区，空穴从p 区指向n 区的净扩散电流。

由于此时是多子的注入，当pn结被施加正向偏压时，可以产生很大的正向电流JF。

（b）反向偏压下，pn结势垒的变化和载流子的运动当pn 结被施加反向电压时，即电源正极接n区，负极接p 区时，反偏电压施加在势垒区的电场方向与内建电场的方向相同，势垒区的电场被增强，空间电荷区宽度增大，势垒高度由qVbi增高至q（Vbi + V）。

当pn 结被施加反向电压时，势垒区的电场被增强，载流子的漂移运动得到加强，使得漂移流大于扩散流（Jdiff < Jdrift），产生了空穴从n 区向p 区以及电子从p 区向n区的净漂移流。

这时，少子不断地被抽取出来，因而其浓度比平衡情况下的少子浓度还要低。

由于此时为少子的扩散运动，势垒区少子浓度已经很低，所以通过pn 结的反向电流JR 很小。

综上，当pn 结被施加正向偏压时，形成很大的正向扩散电流，pn 结呈现低电阻状态，pn 结导通；当pn 结被施加反向偏压时，形成很小的少子反向扩散电流，pn 结呈现高电阻状态，pn 结截止。

pn 结（p-njunction ）物理知识大全当今社会是一个高速发展的信息社会。

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pn 结刚形成时，p 区的多数载流子空穴向n 区扩散，在n 区边界附近与电子复合。

p区失去空穴，在其边界附近就剩下带负电的受主离子同理，n 区电子也向p 区扩散，在其边界附近剩下带正电的施主离子。

结果在p 区和n 区交界面的两侧形成带正、负电荷的区域，称为空间电荷区，也叫耗尽区（多数载流子缺乏）空间电荷区内正、负离子电荷总量相等，其中形成的电场方向由n 区指向p 区，它就是pn 结的自建电场。

在平衡时，自建电场的大小正好能阻止空穴和电子进一步扩散，使空间电荷区宽度保持一定。

当结上加正向电压时（即p区接电源第 1 页正极，n 区接负极），自建电场削弱，使多数载流子（p 区的空穴，n 区的电子）容易通过pn 结，因而电流较大，这时pn 结叫做正偏结，电流称为正向电流; 当结上加反向电压时，内建电场增加，只有少数载流子（p 区的电子，n 区的空穴）易通过pn 结，因而电流很小，这时pn 结叫做反偏结，电流叫做反向电流。

pn 结具有单向导电性，这是pn 结最基本的性质之一。

pn 结这种整流特性是很多半导体器件和电路的核心。

整流器及许多其他类型的二极管都是只含 1 个pn 结的器件;一般结型晶体管是2个pn 结构成的器件;晶体闸流管是含有 3 个或4 个pn 结的器件。