當(dāng)p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時(shí),由于p型區(qū)內(nèi)空穴很多電子很少,而n型區(qū)內(nèi)電子很多而空穴很少,在它們的交界面處就出現(xiàn)了空穴和電子的濃度差異。AD9218BSTZ-105在載流子濃度梯度驅(qū)動(dòng)下,空穴和電子分別從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域擴(kuò)散,即一些空穴從p型區(qū)向n型區(qū)擴(kuò)散,而一些電子從n型區(qū)向p型區(qū)擴(kuò)散。它們擴(kuò)散的結(jié)果就使p型區(qū)一側(cè)失去空穴,留下不可移動(dòng)的帶負(fù)電的電離受主,n區(qū)一側(cè)失去電子,留下不可移動(dòng)的帶正電的電離施主。載流子的轉(zhuǎn)移破壞了p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體原來(lái)各自的電中性,形成了界面處p型半導(dǎo)體一側(cè)電離受主構(gòu)成的負(fù)電荷區(qū)和n型半導(dǎo)體一側(cè)電離施主構(gòu)成的正電荷區(qū),通常以上電離受主和電離施主所帶電荷稱為空間電荷,所在區(qū)域稱為空間電荷區(qū)。

   在出現(xiàn)了空間電荷區(qū)以后,在空間電荷區(qū)就形成了一個(gè)內(nèi)建電場(chǎng),其方向是從帶正電的n型區(qū)指向帶負(fù)電的p型區(qū),電場(chǎng)方向與載流子擴(kuò)散方向相反。在內(nèi)建電場(chǎng)的作用下,p型區(qū)的少數(shù)載流子電子向n型區(qū)漂移,同時(shí)n型區(qū)的少數(shù)載流子空穴向p型區(qū)漂移,電子和空穴作漂移運(yùn)動(dòng)的方向正好與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的方向相反。從n型區(qū)漂移到p型區(qū)的空穴補(bǔ)充了原來(lái)交界面處p型區(qū)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)失去的空穴,而從p型區(qū)漂移到n型區(qū)的電子補(bǔ)充了原來(lái)交界面處n型區(qū)失去的電子,可見(jiàn),內(nèi)建電場(chǎng)起阻止電子和空穴的繼續(xù)擴(kuò)散的作用。隨pn結(jié)中載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行,空間電荷逐漸增加,空間電荷區(qū)逐漸變寬,內(nèi)建電

場(chǎng)亦逐漸增強(qiáng),載流子漂移運(yùn)動(dòng)逐漸加強(qiáng)而擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)隨之逐漸減弱。在無(wú)外加的電壓情況下,載流子的漂移電流和擴(kuò)散電流最終大小相等方向相反而達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,這種情況稱為平衡狀態(tài)的pn結(jié)。pn結(jié)中的載流子分布、空間電荷區(qū)和內(nèi)建電場(chǎng)如圖3-22所示,此時(shí)空間電荷區(qū)和內(nèi)建電場(chǎng)不變,沒(méi)有凈電荷流經(jīng)pn結(jié)。