從第一篇文章開始：半導體基礎知識（1）：材料和器件，覺得挺好，于是決定翻譯第二篇，有緣看到就進行下去。 上篇最后預留了這樣一句話：
如果目標是制造有用的電子組件，那么摻雜材料本身并沒有比原始半導體更好。 但是，當我們將n型半導體與p型半導體相鄰放置時，一切都會改變。 此結構稱為pn結，是下一個教程的主題。
這恰好呼應地也是這篇文章，單純的摻雜可沒什么好說的，要對目標有用，才是摻雜的目的。我們要用摻雜的半導體材料做成有用的電子器件，就需要將摻雜后的n型半導體和p型半導體相鄰放置！
原文鏈接：The PN Junction Diode and Diode Characteristics 該篇教程探討了通過將n型半導體材料與p型半導體材料接觸而形成的電子結構的物理和電氣行為。
正文
半導體組件（不僅是二極管和晶體管，而且是不常見的設備，例如TRIAC和可控硅的開關）是通過組合n型和p型半導體而構成的。 因此，重要的是要了解在n型和p型材料之間的界面處會發(fā)生什么。 我們將此接口稱為pn結。
pn結和半導體二極管
當我們專注于半導體操作的物理學時，我們使用術語pn結； 當我們專注于電路設計時，我們使用二極管一詞。 但是它們本質上是同一回事：基本的半導體二極管是連接有導電端子的pn結。 首先讓我們看一下圖表，然后我們將簡要探討這個極為重要的電路元件的行為。
左邊的實心圓是空穴，右邊的實心圓是電子。耗盡區(qū)由與來自n型半導體的自由電子重新結合的空穴（這些重新結合的空穴由帶圓圈的負號表示）和與來自p型半導體的空穴重新結合的電子（以圓圈正號表示）組成。該復合導致耗盡區(qū)的p型部分帶負電，并且耗盡區(qū)的n型部分帶正電。
在p型和n型材料的接合處電荷的分離會導致電位差，稱為接觸電位。在硅pn結二極管中，接觸電勢約為0.6V。如上圖所示，該電勢的極性與我們預期的相反：在n型側為正，而在p型側為負。
電流可以通過擴散流過結-由于結兩部分的電荷載流子濃度不同，一些來自p型材料的空穴將擴散到n型材料中，而一些來自n型電子型材料將擴散到p型材料中。但是，幾乎沒有電流流過，因為接觸電勢對該擴散電流起阻擋作用。此時，我們將開始使用術語勢壘電壓代替接觸電勢。
正向和反向偏置
如果我們將二極管連接到電池上，使得電池的電壓與勢壘電壓具有相同的極性，則結點將被反向偏置。 由于我們正在增加勢壘電壓，因此擴散電流進一步受到阻礙。
施加反向偏置電壓會使結的耗盡區(qū)變寬。
另一方面，如果我們將電池的正極連接到二極管的p型側，而負極將連接到n型側，則我們正在降低勢壘電壓，從而促進電荷載流子在結上的擴散。 但是，在我們克服勢壘電壓并完全耗盡耗盡區(qū)之前，電流量將保持相當?shù)偷乃健?這在施加的電壓等于勢壘電壓時發(fā)生，并且在這些正向偏置條件下，電流開始自由流過二極管。
二極管作為電路組件
前面的討論揭示了產(chǎn)生硅二極管電行為的兩個最突出特征的基本物理過程。
首先，當以反向偏壓極性施加電壓時，pn結阻止電流流動，而當以正偏壓極性施加電壓時，pn結允許電流流動。 這就是為什么二極管可以用作電流的單向閥的原因。
其次，當施加的正向偏置電壓接近勢壘電壓時，流過二極管的電流呈指數(shù)增長。 這種指數(shù)電壓-電流關系使正向偏置二極管的電壓降保持相當穩(wěn)定，如下圖所示。
二極管的工作量可以近似為一個恒定的電壓降，因為很小的電壓增加對應于很大的電流增加。
下圖闡明了二極管的物理結構，其電路符號以及我們用于其兩個端子的名稱之間的關系。 施加正向偏置電壓會使電流沿藍色箭頭方向流動。
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