PN结原理分析
半导体是由硅、锗等物质组成的导电性介于导体和绝缘体之间的一类物质，
向半导体中掺入杂质或改变光照、温度等可改变其导电能力。
半导体的导电原理
不含杂质的半导体称为本征半导体。
半导体硅和锗的最外层电子有四个，故而称它为四价元素，每一个外层电子称为价电子。
为了处于稳定状态，单晶硅和单晶锗中的每个原子的四个价电子都要和相邻原子的价电子配对，形成所谓的共价键。
共价键中的电子并不像绝缘体中的电子结合的那样紧，由于能量激发（如光照、温度变化），一些电子就能挣脱原有的束缚而成为自由电子。与此同时，某处共价键中失去一个电子，相应地就留下一个空位，称为空穴。
自由电子和空穴总是成对出现的。
如果在本征半导体两端加以电压，则会有两种数量相等的运载电荷的粒子（称作载流子）产生电流。一种是由自由电子向正极移动，形成的电子电流；另一种是空穴向负极移动形成的空穴电流。空穴电流的形成好像电影场中，前排座位空着，由后排人逐个往前填补人，人向前运动，空位向后运动一样。因此，在半导体中同时存在着电子导电和空穴导电，但由于这两种载流子数量很少，所以本征半导体导电能力远不如金属中的自由电子。
P型半导体和N型半导体的形成
如果在本征半导体中掺入少量的杂质，半导体的导电性能将会大大的改善。
在纯净的半导体硅（Si）中掺入少量的五价磷（P）或三价硼（B）元素，就构成了电子型半导体（简称N型半导体）和空穴型半导体（简称P型半导体）。
在纯净半导体中掺入原子外层有三个电子的硼元素。硼原子与相邻硅原子形成共价键时，因缺少一个电子耳多一个空穴。每掺入一个硼原子就有一个空穴，这种半导体称为P（positive）型半导体。在P型半导体中，空穴占多数，自由电子占少数，空穴是多数载流子。
同理在纯净的半导体硅中掺入原子外层有五个电子的磷元素，就形成了N（negative）型半导体。
P型半导体就是在本征半导体（也就是纯净的硅片）上掺杂三价元素（如硼）形成的半导体，硼原子取代了纯净硅片上的硅原子，因为硼原子最外层只带三个电子，与最外层带四个电子的硅原子形成共价键之后，将会产生一个带正电荷的空穴，而“正”在英文中为Positive，
因此此种半导体就称为P型半导体，其多子是空穴，少子是自由电子。
N型半导体就是在本征半导体（也就是纯净的硅片）上掺杂五价元素（如磷）形成的半导体，磷原子P取代了纯净硅片上的硅原子Si，因为磷原子最外层带五个电子，与最外层带四个电子的硅原子形成共价键之后，将会剩下一个带负电荷的电子，而“负”在英文中为Negative，因此此种半导体就称为N型半导体其多子是自由电子，少子是空穴。
自由电子、空穴、多子、少子
自由电子：价电子在热运动（热激发）的作用下，获得能量挣脱原子的束缚成为自由电子。
空穴：价电子在热运动（热激发）的作用下，获得能量挣脱原子的束缚成为自由电子的同时在共价键中留下一个空位置，称为空穴，原子因失去一个电子而带正电，所以一般我们也说空穴带正电荷。
多子：即多数载流子。
少子：即少数载流子。
载流子：简单地说就是运载电荷物质。
漂移运动、扩散运动
漂移运动：载流子在电场作用下的运动称之为漂移运动。
扩散运动：载流子在浓度差的作用下的运动称之为扩散运动，
物质有从高浓度地方从低浓度地方流动的趋势。
PN结的形成
如果把一块本征半导体的两边掺入不同的元素，使一边为P型，另一边为N型，则在两部分的接触面就会形成一个特殊的薄层，称为PN结。
PN结是构成二极管、三极管及可控硅等许多半导体器件的基础。
一块两边掺入不同元素的半导体。由于P型区和N型区两边的载流子性质及浓度均不相同，P型区的空穴浓度大，而N型区的电子浓度大，于是在交界面处产生了扩散运动。
P型区的空穴向N型区扩散，因失去空穴而带负电；
而N型区的电子向P型区扩散，因失去电子而带正电，
这样在P区和N区的交界处形成了一个电场（称为内电场）。
PN结内电场的方向由N区指向P区。
PN结的工作原理
如果将PN结加正向电压，即P区接正极，N区接负极：
由于外加电压的电场方向和PN结内电场方向相反。在外电场的作用下，内电场将会被削弱，使得阻挡层变窄，扩散运动因此增强。这样多数载流子将在外电场力的驱动下源源不断地通过PN结，形成较大的扩散电流，称为正向电流。
由此可见PN结正向导电时，其电阻是很小的。
如果PN结加反向电压：
此时，由于外加电场的方向与内电场一致，增强了内电场，多数载流子扩散运动减弱，没有正向电流通过PN结，只有少数载流子的漂移运动形成了反向电流。由于少数载流子为数很少，故反向电流是很微弱的。
因此，PN结在反向电压下，其电阻是很大的。
结论：PN结通过正向电压时可以导电，常称为导通；
而加反向电压时不导电，常称为截止。
这说明：PN结具有单向导电性。