半导体|PN结（二极管）
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P、N型半导体形成后 ， 通过特殊工艺将它们制作在一块半导体基片上 ， 如下图所示：
由于N型半导体有大量的“自由电子” ， 而P型半导体则有大量的“空穴” ， 形成浓度差 ，N型半导体的自由电子将向P型半导体“扩散” ， 在两块半导体边界附近 ， 自由电子将与P型半导体的空穴“结合” ， 形成稳定的共价键 ， 结果如下图所示：
在边界附近 ， 自由电子与空穴结合后 ， 便形成“空间电荷区” 。 由于电荷区的正、负电荷不能移动 ， 所以也产生了一个“内电场” ， 其厚度由扩散的规模决定 。 但内电场形成后 ， 将会抑制“多子”（自由电子）的扩散运动 ， 也会增强P型半导体中的自由电子（少子）向N型半导体的“漂移” ， 少子漂移的结果将会空间电荷区变薄 。 这样多子的扩散运动与少子的漂移运动使形成一个“拉锯战” ， 最终会达到一个“动态平衡” ， 使空间电荷区厚度不再变化 ， 这个空间电荷区也称为“PN结” 。
要想打破PN结内部的动态平衡 ， 可外加偏置电场 ， 如下图所示：
此时P极接外电源的“+”极 ， N极接“-”极 ， 为“正偏电压” ， 形成一个与内电场方向相反的外电场 。 内电场被削弱 ， PN结变窄 ， 多子的扩散运动将会加强 ， N型半导体的自由电子将由电源“-”极源源不断提供 ， 这样便形成了正向导通电流IF ， 其方向与自由电子的方向相反 ， 此种状态称为PN结导通 。
当PN结外接“反偏电压”时 ， 如下图所示：
产生的外电场与内电场方向相同 ， 将PN结厚度加宽 ， 虽然增强了少子的漂移运动 ， 但由于少子数量少 ， 形成了很小的反向电流IR ， 这个电流一般忽略不计 ， 认为PN结截止 。 可见PN结具有“单向导电性” 。
把PN结用管壳包起来 ， 再引出2根引线 ， 就做成“二极管” 。 二极管可用于整流 ， 保护 ， 限幅 ， 稳压等场合 ， 下图是一些二极管的图片 。
【半导体|PN结（二极管）】
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