PN結

結：兩種物質形成原子或分子級接觸稱為結或接觸。由N型和P型半導體形成的結叫做PN結。同質結：由同種半導體材料形成的結叫做同質結，同質結也有同型異質結和異型異質結之分（這里型指的是導電類型）。異質結：由不同種半導體材料形成的結叫做異質結，異質結又有同型同質結和異型同質結之分（這里型指的是導電類型）。高低結：由同種導電類型的半導體材料形成的結叫做高低結，比如P-P結，N-N結。金屬-半導體結：由金屬和半導體形成的結叫做金屬-半導體結，常稱為金屬-半導體接觸。

突變結：P型區和N型區之間的雜質分布變化陡峭.線性緩變結:P型區和N型區之間的雜質分布變化比較緩慢,可看做是線性變化的.單邊突變結：PN結一側的摻雜濃度比另一側的高得多，表示為或

中性區:中性指的是電中性,PN結空間電荷區以外的區域(P區和N區)的電阻與空間電荷區的電阻相比可以忽略,加偏壓時它們承受的電壓降可以忽略故稱為中性區

耗盡區與耗盡近似:空間電荷區里自由載流子濃度與電離雜質濃度相比可以忽略,可以說自由載流子被耗盡了,因此把空間電荷區叫做耗盡區.這種近似叫做耗盡近似

勢壘區:空間電荷區兩側存在內建電勢差相應電勢能差稱為勢壘.由于空間電荷區兩側存在電子和空穴的勢壘因此也把空間電荷區叫做勢壘區.勢壘區和空間電荷區、耗盡區指的是同一件事。少子擴散區：空間電荷區兩側中性區里一到幾個擴散長度的區域內注入少子以擴散方式運動，這個區域稱為少子擴散區，簡稱為擴散區。擴散近似：在PN結中性區由于有注入的過量少數載流子存在，建立起一瞬間電場。此電場吸引過量多子以中和注入的過量少數載流子，使電中性得以恢復。結果是，在少子注入區，可能有很高的過量載流子濃度而無顯著的空間電荷效應。于是可以認為在中性區過量載流子將以擴散方式運動，這種近似稱為擴散近似。正向注入：正偏壓使PN結N區多子電子從N區向P區擴散，使P區多子空穴從P區向N區擴散（這些載流子在進入對方區域之后成為對方區域中的少子）這種現象稱為少子的正向注入。反向抽取：反偏PN結空間電荷區電場將N區少子空穴從N區向P區漂移，將P區少子電子從P區向N區漂移，這種現象稱為載流子的反向抽取。正偏復合電流：正偏壓使得空間電荷層邊緣處的載流子濃度增加，以致

。這些過量載流子穿越空間電荷層，使得載流子濃度可能超過平衡值，預料在空間電荷層中會有載流子復合發生，相應的電流稱為復合電流反偏產生電流在結反向偏壓的情況下，空間電荷區中

。于是會載流子的產生，相應的電流即為空間電荷區產生電流。隧道電流：當P側和N側均為重摻雜的情況時，有些載流子可能穿透(代替越過)勢壘而產生電流，這種電流叫做隧道電流

產生隧道電流的條件：（1）費米能級位于導帶或價帶的內部；（2）空間電荷層的寬度很窄，因而有高的隧道穿透幾率；（3）在相同的能量水平上在一側的能帶中有電子而在另一側的能帶中有空的狀態。當結的兩邊均為重摻雜，從而成為簡并半導體時，這些條件就得到滿足。

隧道二極管的主要特點：1、隧道二極管是利用多子的隧道效應工作的。由于單位時間內通過結的多數載流子的數目起伏較小，因此隧道二極管具有較低的噪音。2、隧道結是用重摻雜的簡并半導體制成，由于溫度對多子漲落的影響小，使隧道二級管的工作溫度范圍大。3、由于隧道效應的本質是量子躍遷過程，電子穿越勢壘極其迅速，不受電子渡越時間的限制，因此可以在極高頻率下工作。

過渡電容(耗盡層電容)：PN結空間電荷會隨著外加偏壓的變化而變化，相應的電容叫做過渡電容也叫做耗盡層電容。表示為：擴散電容：PN結擴散區內的貯存電荷量會隨著外加偏壓的變化而變化，相應的電容叫做擴散電容。表示為：電荷貯存效應：PN結由正偏変為反偏，注入的非平衡載流子并不能立即去除。這種現象稱為電荷貯存效應。

其中隧道擊穿：在高電場下耗盡區的共價鍵斷裂產生電子和空穴，即有些價電子通過量子力學的隧道效應從價帶移到導帶，從而形成反向隧道電流。這種機制稱為齊納擊穿，也叫做隧道擊穿。雪崩擊穿：在N區（P區）的一個雜散空穴（電子）進入空間電荷層，在它掠向P區（N區）的過程中，它從電場獲得動能。空穴（電子）帶著高能和晶格碰撞，并從晶格中電離出一個電子以產生一個電子

空穴對。在第一次碰撞之后，原始的和產生的載流子將繼續它們的行程，并且可能發生更多的碰撞，產生更多的載流子。結果，載流子的增加是一個倍增過程，稱為雪崩倍增或碰撞電離，由此造成的PN結擊穿叫做雪崩擊穿。

分別采用費米能級和載流子擴散與漂移的觀點分析結空間電荷區的形成：假設在形成結之前N型和P型材料在實體上是分離的。在N型材料中費米能級靠近導帶邊緣，在P型材料中費米能級靠近價帶邊緣，當P型材料和N型材料被連接在一起時，費米能級在熱平衡時必定恒等，否則，就要流過電流。恒定費米能級的條件是由電子從N型一邊轉移至P型一邊，空穴則沿相反方向轉移實現的。電子和空穴的轉移在N型和P型各邊分別留下未被補償的施主離子和受主離子和。結果建立了兩個電荷層即空間電荷區。另一方面，也可以通過考慮載流子的擴散和漂移得到這種電荷分布。當把N型和P型材料放在一起時，由于在P型材料中有多得多的空穴，它們將向N型一邊擴散。與此同時，在N型一邊的電子將沿著相反的方向擴散，即由N型區向P型區擴散。由電子和空穴擴散留下的未被補償的施主和

受主離子建立了一個電場。這一電場是沿著抵消載流子擴散趨勢的方向在熱平衡時，載流子的漂移運動正好和載流子的擴散運動相平衡，電子和空穴的擴散與漂移在N型和P型各邊分別留下