P型与N型半导体
- P型半导体：通过在纯净的半导体材料（如硅或锗）中掺入少量三价元素（如硼），这些杂质原子提供空穴作为多数载流子。
- N型半导体：通过掺杂五价元素（如磷），这些杂质原子提供了自由电子作为多数载流子。
当P型和N型材料结合时，在它们的交界处会形成一个非常薄的区域，即耗尽层或者空间电荷区。在这个区域内，由于电子和空穴的扩散作用，靠近结的一侧P型材料中的少数载流子——电子与N型材料中的多数载流子——电子相复合；同时，N型材料中的少数载流子——空穴与P型材料中的多数载流子——空穴也发生复合。结果导致在PN结两侧分别形成了正负电荷区，并且在没有外加电压的情况下，这个区域内部几乎不存在可移动的载流子，因此被称为“耗尽层”。
PN结的工作原理
- 反向偏置：当外部电路使得P端相对于N端处于较低电位时（即P接负极、N接正极），这种连接方式称为反向偏置。此时，外加电场方向与内建电场相同，进一步加宽了耗尽层，使得通过PN结的电流很小，基本上只有微弱的反向饱和电流（主要是由少数载流子引起的）。
- 正向偏置：如果改变电源极性，让P端相对于N端处于较高电位（即P接正极、N接负极），则称作正向偏置。这时，外加电场方向与内建电场相反，可以克服PN结内的势垒，促使大量多数载流子从一边流向另一边，从而产生较大的正向电流。随着正向电压增加，正向电流也会迅速增大。
总之，二极管PN结的特点在于它具有明显的单向导电性，这使得二极管成为许多电子设备中不可或缺的基本组件之一。此外，基于PN结的不同应用还有发光二极管(LED)、光电二极管等特殊类型的二极管。
