按照导电性能，导电性能好的可以称为导体，性能差的可以称为绝缘体，介于两者之间的就叫做半导体。半导体物理中提到禁带宽度，这是半导体的一个重要参量，禁带宽度的大小决定了材料是导体还是绝缘体。半导体有五个重要的特性：可掺杂性、光敏性、热敏性、负电阻率温度特性和整流特性。
什么是PN结？前面提到半导体，有些半导体是掺杂的，现对掺杂半导体做一个简单分类。
1、N型半导体：掺入少量杂质P的硅或锗晶体，由于P的最外层5个电子和硅或锗形成共价键，而另外一个多余电子不受束缚，因而成为自由电子，N型半导体中，电子浓度高，主要靠电子导电。
2、P型半导体：掺入少量杂质B的硅或锗晶体，由于B的最外层3个电子和硅或锗形成共价键，同时会产生一个空穴，这里的空穴相当于正电荷，会吸引电子来填充，P型半导体空穴浓度较高，主要靠空穴导电。
在一块完整的硅基片或锗基片上，利用掺杂工艺，在一侧形成N型，一侧形成P型，两个半导体的交界面附近边形成了PN结。
N区中，电子多因而成为多子，空穴少成为少子，P区则与之相反。于是在交界面便出现电子和空穴的浓度差，N区的电子向着P区扩散，P区的空穴向着N区扩散，扩散的结果是使得N区失去了电子，带了正电，P区得到了电子，失去了空穴，带了负电，开路时会形成一个空间电荷区。形成后，出现了由N区指向P区的内建电场，组织扩散运动的进行。同时，这个内建电场使得N区的空穴回到P区，而P区的电子回到N区，这叫做漂移运动，其方向和扩散运动相反。这样，便削弱了内电场，加强了扩散运动地进行。最后，多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡，在交界处形成离子薄层，进而形成空间电荷区，也就是PN结。
PN结有哪些特性？从PN结的形成可以看出，要想让PN导电，必须削弱内建电场，因此在N区接电源负极，P区接电源正极，在PN结内形成反向的电场，削弱内电场，使得多子的扩散持续进行，形成正向导通电流。而加反向电压，则会加大内电场，少子的漂移加剧，形成微弱的电流。若持续增大，则会破坏共价键，使得空穴的电子全部溢出，使得PN结被击穿，变成导体，形成巨大的反向击穿电流。
PN结加正向电压
PN结加反向电压
PN结的形成
特性三：伏安特性
下图为PN结的伏安特性曲线和伏安特性表达式，其实电子信息专业的电子电子基础课本中都有详细接受，再次不做过多赘述，因为一图见真相。
特性四：电容特性
1、势垒电容：前面提到，PN结是离子薄层形成的空间电荷区，如果我们改变PN结的结电压，离子薄层的厚度会发生变化，这也就相当于离子薄层的电荷量变化。由于电压变化引起电荷量的变化，有些类似与电容器的特性，这种电容叫做势垒电容，在加反向电压时不可忽略，且该值不是恒定的，变容二极管便是基于这个原理。
2、扩散电容：
PN结外加正向电压时，由于电压越大，扩散电流越大，因而多子就会进行积累；电压减少时，多子也会消散，浓度降低。这种随着外加电压的变化产生的多子的充入和放出。就类似于电容器的充放电。这叫做扩散电容，正偏时多数载流子浓度大，不可忽略；反偏时，多子浓度小，一般可以忽略不计。
多子浓度分布曲线
PN结的总电容为二者之和，正偏时以扩散电容为主，反偏时以势垒电容为主。
做个小结今天，主要向大家简单介绍了PN结的形成机理和主要特性，后面会接着介绍PN的应用和制造工艺等问题。PN结是半导体技术的基础和核心，更是制造集成电路和半导体器件的基本原理，深刻体会PN结的机理，是我们后续学习的保障，不至于我们一头雾水。
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