pn结原理

PN结原理是指将一块P型半导体和一块N型半导体相接，并在其接口处形成一个结构，该结构的电性质发生了很大的变化，这就是PN结。
这种变化是由于两种半导体材料之间的电荷转移所导致的。
这种转移被称为扩散，导致了在接口处形成一个空间电荷区，称为势垒。
此外，PN结的电性质还受到电场的影响。
PN结原理对于半导体器件的设计和制造来说是非常重要的，应用极为广泛，如二极管、光电二极管、太阳能电池等。

PN结是半导体器件的基本结构，由p型半导体和n型半导体组成的结构。它的基本工作原理是光、电、热等能量激发下，p型和n型半导体边界处会形成一个电子井，从而形成电子-空穴对，即正负离子对，同时形成电场。以下是PN结的基本原理：在PN结中，p型半导体和n型半导体的掺杂浓度不同，两者之间形成了浓度差。当p型区域中的多数载流子（空穴）和n型区域中的多数载流子（电子）通过扩散达到界面处时，发生了电子与空穴复合的现象，从而在PN结区域内形成了一个空穴密度和电子密度都比较低的区域，也就是所谓的本征区。由于p型半导体和n型半导体的砷、硼等杂质大致相等，所以会在PN结的空间区域中形成一个薄的耗尽层。

在杂质浓度逐渐递增的区域，电子和空穴的扩散将逐渐达到平衡，形成一个电子井。当两者达到平衡状态时，空穴和电子被彼此的电场吸引，电子从n型区移动到p型区，同时空穴从p型区移动到n型区。这就产生了n型半导体向p型半导体的扩散电流，反之亦然，形成了一个电场。这个电场的方向是从p型半导体的正面向n型半导体的负面，称为内建电场。这个内建电场是PN结的本质，可以控制电子和空穴的流动方向，实现半导体器件的正常工作。

当外加电源与PN结连接时，在PN结的两端会产生外加电场，这个外加电场的方向与内建电场的方向相反，电子和空穴被挤出内建电场所形成的电阻降，继而发生电流流动。因此，当外部电源的方向与内建电场方向相同时，电流容易通过PN结，形成正向电流；当外部电源的方向与内建电场方向相反时，需要突破内建电场的作用，才能形成反向电流，即其电阻很大，称之为反向电阻。根据这个原理，可以实现各种半导体器件的制作，如二极管、场效应晶体管、MOSFET、BJT等。