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，電流量將保持相當低的水平。 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增長。 這種指數電壓-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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