當(dāng) p 型半導(dǎo)體熔合到 n 型半導(dǎo)體時(shí)形成 PN 結(jié)二極管，從而在二極管結(jié)上產(chǎn)生勢(shì)壘電壓。

PN 結(jié)二極管由 p 區(qū)和 n 區(qū)組成，由存儲(chǔ)電荷的耗盡區(qū)隔開，如果我們將 N 型和 P 型材料的末端進(jìn)行電氣連接，當(dāng)他們連接到電源的時(shí)候，那么就要用其他的能源來克服壁壘，就說其他的能源要自由電子能從一側(cè)穿過耗盡區(qū)到另一側(cè)N 結(jié)關(guān)于勢(shì)壘寬度的行為會(huì)產(chǎn)生不對(duì)稱導(dǎo)電的兩端器件，這就是大家所說的PN 結(jié)二極管。

PN 結(jié)二極管 是非常簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體器件，只有一個(gè)方向上使電流通過自身的電氣特性。

就要記住一個(gè)指數(shù)電流-電壓（I-V）關(guān)系，如果在PN結(jié)的兩端之間施加正電壓的時(shí)候，PN結(jié)耗盡層的寬度減小，在通過施加負(fù)電壓（反向偏置）導(dǎo)致自由電荷從結(jié)中拉開這具有增加或減少結(jié)本身的有效電阻的作用，允許或阻止電流流過二極管pn結(jié)。

標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)操作區(qū)域和三個(gè)可能的“偏置”條件 結(jié)二極管 這些是：

1. 零偏差 – PN 結(jié)二極管沒有施加外部電壓電位。

2. 反向偏置 – 電壓電位在二極管兩端將負(fù) （-ve） 連接到 P 型材料，正 （+ve） 連接到 N 型材料，其影響為 增加 PN 結(jié)二極管的寬度。

3. 前向偏差 – 電壓電位正（+ve）連接到P型材料，負(fù)（-ve）連接到二極管上的N型材料，其影響是 降低 PN 結(jié)二極管寬度。

零偏置結(jié)二極管

當(dāng)二極管連接在 零偏差 條件，沒有外部勢(shì)能施加到PN結(jié)。但是，如果二極管端子短接在一起，則P型材料中的幾個(gè)孔（多數(shù)載流子）具有足夠的能量來克服勢(shì)壘，將穿過結(jié)處，對(duì)抗該勢(shì)壘勢(shì)。這被稱為”正向電流“，并被引用為 我F

同樣，在N型材料（少數(shù)載流子）中產(chǎn)生的孔發(fā)現(xiàn)這種情況有利，并沿相反方向穿過結(jié)。這被稱為”反向電流“，并被引用為 我R.這種電子和空穴在PN結(jié)上來回轉(zhuǎn)移稱為擴(kuò)散，如下所示。

 反向偏置 PN 結(jié)二極管

    當(dāng)二極管連接在 反向偏置 條件，對(duì)N型材料施加正電壓，對(duì)P型材料施加負(fù)電壓。
    施加到N型材料的正電壓將電子吸引到正極并遠(yuǎn)離結(jié)，而P型端的空穴也被吸引到遠(yuǎn)離結(jié)端的負(fù)極。
    終結(jié)果是，由于缺乏電子和空穴，耗盡層變寬，并呈現(xiàn)高阻抗路徑，幾乎是絕緣體，并且在結(jié)上形成高勢(shì)壘，從而防止電流流過半導(dǎo)體材料。

    結(jié)型二極管的反向特性曲線

    PN結(jié)二極管反轉(zhuǎn)特性
    有時(shí)，這種雪崩效應(yīng)在穩(wěn)壓電路中具有實(shí)際應(yīng)用，其中串聯(lián)限制電阻與二極管一起使用，以將該反向擊穿電流限制為預(yù)設(shè)的值，從而在二極管兩端產(chǎn)生固定電壓輸出。這些類型的二極管通常稱為齊納二極管，將在后面的教程中討論。

正向偏置PN結(jié)二極管

    當(dāng)二極管連接在 前向偏置 條件，對(duì)N型材料施加負(fù)電壓，對(duì)P型材料施加正電壓。如果該外部電壓大于勢(shì)壘的值，硅約為0.7伏，鍺約為0.3伏，則勢(shì)壘對(duì)立將被克服，電流將開始流動(dòng)。
    這是因?yàn)樨?fù)電壓將電子推向或排斥結(jié)點(diǎn)，使它們具有交叉的能量，并與正電壓以相反方向向結(jié)方向推動(dòng)的空穴結(jié)合。這導(dǎo)致零電流流向該電壓點(diǎn)的特性曲線，在靜態(tài)曲線上稱為“拐點(diǎn)”，然后高電流流過二極管，外部電壓幾乎沒有增加，如下所示。

    結(jié)二極管的正向特性曲線

    前向特性
    在結(jié)型二極管上施加正向偏置電壓導(dǎo)致耗盡層變得非常薄和窄，這代表通過結(jié)的低阻抗路徑，從而允許高電流流動(dòng)。電流突然增加的點(diǎn)在上面的靜態(tài) IV 特性曲線上表示為“拐點(diǎn)”。
    總結(jié)
    PN 結(jié)區(qū)具有以下重要特性：
    半導(dǎo)體包含兩種類型的移動(dòng)電荷載體，“空穴”和“電子”。
    空穴帶正電，而電子帶負(fù)電。
    半導(dǎo)體可能摻雜有施主雜質(zhì)，例如銻（N 型摻雜），因此它包含主要為電子的移動(dòng)電荷。
    半導(dǎo)體可能摻雜有受主雜質(zhì)，例如硼（P 型摻雜），因此它包含主要為空穴的移動(dòng)電荷。
    結(jié)區(qū)本身沒有載流子，稱為耗盡區(qū)。
    結(jié)（耗盡）區(qū)的物理厚度隨施加的電壓而變化。
    當(dāng)二極管為零偏置時(shí)，不施加外部能源，并且在耗盡層上形成自然勢(shì)壘，硅二極管約為 0.5 至 0.7 伏，鍺二極管約為 0.3 伏。
    當(dāng)結(jié)型二極管正向偏置時(shí)，耗盡區(qū)的厚度會(huì)減小，二極管就像短路一樣，允許全電路電流流動(dòng)。
    當(dāng)結(jié)型二極管反向偏置時(shí)，耗盡區(qū)的厚度增加，二極管就像開路一樣阻止任何電流流動(dòng)（只有非常小的漏電流會(huì)流動(dòng)）。