當p型半導體和n型半導體結(jié)合在一起時,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)域擴散,即一些空穴從p型區(qū)向n型區(qū)擴散,而一些電子從n型區(qū)向p型區(qū)擴散。它們擴散的結(jié)果就使p型區(qū)一側(cè)失去空穴,留下不可移動的帶負電的電離受主,n區(qū)一側(cè)失去電子,留下不可移動的帶正電的電離施主。載流子的轉(zhuǎn)移破壞了p型半導體和n型半導體原來各自的電中性,形成了界面處p型半導體一側(cè)電離受主構(gòu)成的負電荷區(qū)和n型半導體一側(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)就形成了一個內(nèi)建電場,其方向是從帶正電的n型區(qū)指向帶負電的p型區(qū),電場方向與載流子擴散方向相反。在內(nèi)建電場的作用下,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動的方向正好與擴散運動的方向相反。從n型區(qū)漂移到p型區(qū)的空穴補充了原來交界面處p型區(qū)擴散運動失去的空穴,而從p型區(qū)漂移到n型區(qū)的電子補充了原來交界面處n型區(qū)失去的電子,可見,內(nèi)建電場起阻止電子和空穴的繼續(xù)擴散的作用。隨pn結(jié)中載流子擴散運動的進行,空間電荷逐漸增加,空間電荷區(qū)逐漸變寬,內(nèi)建電

場亦逐漸增強,載流子漂移運動逐漸加強而擴散運動隨之逐漸減弱。在無外加的電壓情況下,載流子的漂移電流和擴散電流最終大小相等方向相反而達到動態(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)建電場如圖3-22所示,此時空間電荷區(qū)和內(nèi)建電場不變,沒有凈電荷流經(jīng)pn結(jié)。