P型半導體

在純凈的硅晶體中摻入3價元素如硼，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了P型半導體。在P型半導體中，空穴為多字，自由電子為少子，主要靠空穴導電。摻入的雜質越多，空穴的濃度就越大，導電性就越強。

N型半導體

在純凈的硅晶體中摻入5價元素如磷， 使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半導體。在N 型半導體中，自由電子的濃度大于空穴的濃度，故自由電子為多子，空穴為少子。如下圖：

pn結的形成

當P型半導體和N型半導體接合在一起的時候，由于P型半導體中空穴濃度高，而N型半導體中電子濃度高，因此會形成一個擴散運動，P型半導體中空穴會向它濃度低的地方擴散，從而擴散到N型區，N型半導體的電子也會向它濃度低的地方擴散，從而擴散到P型區。這樣一來，P型區剩下不能自由移動的負離子，而N型區剩下不能自由移動的正離子，一正一負，在PN結內部形成了一個從左往右的內電場，基本上這個內電場就體現PN結的工作特性。另外有一點要說明的是，PN結只是局部帶電，即P型區呈負電，而N型區呈負電，但是它們倆一中和，整體上是呈中性的。

pn結的形成原理

在雜質半導體中， 正負電荷數是相等的，它們的作用相互抵消，因此保持電中性。

1、載流子的濃度差產生的多子的擴散運動

在P型半導體和N型半導體結合后，在它們的交界處就出現了電子和空穴的濃度差，N型區內的電子很多而空穴很少，P型區內的空穴而電子很少，這樣電子和空穴很多都要從濃度高的地方向濃度低的地方擴散，因此，有些電子要從N型區向P型區擴散， 也有一些空穴要從P型區向N型區擴散。

2、電子和空穴的復合形成了空間電荷區

電子和空穴帶有相反的電荷，它們在擴散過程中要產生復合（中和），結果使P區和N區中原來的電中性被破壞。 P區失去空穴留下帶負電的離子，N區失去電子留下帶正電的離子， 這些離子因物質結構的關系，它們不能移動，因此稱為空間電荷，它們集中在P區和N區的交界面附近，形成了一個很薄的空間電荷區，這就是所謂的PN結。

3、空間電荷區產生的內電場E又阻止多子的擴散運動

在空間電荷區后，由于正負電荷之間的相互作用，在空間電荷區中形成一個電場，其方向從帶正電的N區指向帶負電的P區，由于該電場是由載流子擴散后在半導體內部形成的，故稱為內電場。因為內電場的方向與電子的擴散方向相同，與空穴的擴散方向相反，所以它是阻止載流子的擴散運動的。

綜上所述，PN結中存在著兩種載流子的運動。一種是多子克服電場的阻力的擴散運動；另一種是少子在內電場的作用下產生的漂移運動。因此，只有當擴散運動與漂移運動達到動態平衡時，空間電荷區的寬度和內建電場才能相對穩定。由于兩種運動產生的電流方向相反，因而在無外電場或其他因素激勵時，PN結中無宏觀電流。