Question

pn结指的是什么？

Answer 1

p-n结是半导体单晶内两种半导体材料p型和n型之间的边界或界面。

“p”（正）侧包含过量的空穴，而“n”（负）侧在电中性原子的外壳中包含过量的电子。这允许电流仅沿一个方向通过结。

pn结是通过掺杂产生的，例如通过离子注入、掺杂剂的扩散或通过外延。（在用另一种类型的掺杂剂掺杂的晶体层上生长一层用一种类型的掺杂剂掺杂的晶体）。如果使用两块单独的材料，这将在半导体之间引入晶界，从而通过散射电子和空穴而严重抑制其效用。

p-n 结是半导体电子器件的基本“构件”，例如二极管、晶体管、太阳能电池、LED和集成电路；它们是设备的电子动作发生的活动场所。

例如，一种常见类型的晶体管，双极结型晶体管，由两个串联的 p-n 结组成，形式为 n-p-n 或 p-n-p；而二极管可以由单个pn结制成。肖特基结是 ap-n 结的一种特殊情况，其中金属起到 n 型半导体的作用。

1、N型半导体

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自由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。

2、P型半导体

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。

3、PN结的形成

采用一些特殊的工艺（见本条目后面的段落），可以将上述的P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起。在二者的接触面的位置形成一个PN结。

属性

p-n 结具有现代电子学的基本特性。p 掺杂的半导体是相对导电的。n 掺杂半导体也是如此，但它们之间的结可能耗尽电荷载流子，因此不导电，这取决于两个半导体区域的相对电压。

通过操纵这个非导电层，p-n 结通常用作二极管：允许电流在一个方向但不允许在另一个（相反）方向流动的电路元件。偏置是在 ap-n 结上施加电压；正向偏置是在容易的电流流动的方向，并且反向偏置是指电流很少或没有电流流动的方向。

p-n 结的正向偏置和反向偏置特性意味着它可以用作二极管。p-n 结二极管允许电荷沿一个方向流动，但不能沿相反方向流动；负电荷（电子）可以很容易地通过结从 n 流到 p，但不能从 p 流到 n，而空穴则相反。

当 p-n 结正向偏置时，由于 p-n 结的电阻减小，电荷自由流动。然而，当 p-n 结反向偏置时，结势垒（因此电阻）变得更大，电荷流最小。