没有外加电场时（下面都是以外加反向电场分析）

中间两条实线假设是PN节在没有外加电场的情况下形成的一个内部电场边界。

形成原因

实用的半导体一般是混合物

P型半导体，实际上是一种4价和3价元素的混合物。化学中都知道达到4或8的外层电子数是比较稳定的。而对于只包含一种元素的4价的半导体（本征半导体）很难得到和失去电子。

混合物为什么容易“失去或得到”电子

下图中以一个P型半导体为例，为了追求结构的稳定，这种半导体一般会从外面得到电子。可以想象一下如果中间的是一个+5价的元素，那么共价键稳定后会多出来一个电子，为了稳定，一般会容易失去电子。

电场的形成

现实中，P型半导体和N型半导体都是没有电性的。但放在一起会出现内部电场，主要是由于上面的原因。但是，它们不会将它们自己的电子和空穴完全结合。因为对于一个物体来说，得电子和失电子会导致物体带正负电，而正负电之间会形成电场，进而有电场力得作用使得P,N型半导体之间得电子移动困难。（图像只是说明这种原理，实际上PN节是很窄的。）实际上在图中的两条实线之间的元素可以认为都是以稳定的共价键存在的。

外加电场后

外加电场后分析

未外加电场前

可以认为，是P,N节内部多数载流子（P中空穴，N中电子）的自由移动。物理学中只有电子是可以移动的，可以认为是N型半导体中电子扩散到P型半导体中，进而形成内电场。

外加反向电场后

外电场只是提供电子移动的能量，而不存储电子。所以对于外加电场后，相当于将N中的电子通过电源移动到了P中。而在外电场的作用下，移动到P中的电子会向PN节处移动，进而形成了稳定的+4价的结构，这样就和PN节中的稳定状态一样了。P型半导体中相当于又得到了电子。使得内部电场进一步加宽。当达到外电场电压左右，外电场也无法从N电场中取得电子而得到平衡。

外加正向电场（外电场大于PN节的内电场）

这时候P中电子被抽取到N型半导体中。由于外电场作用，使得P失去电子而N中得到电子，这使得PN节中的电场变小。而外电场可以提供足够的能量消除掉内电场中的电子自由扩散形成的电场。最终NP的内部电场可以被消除，电子的流动阻力也大大减小。

PN节的外加电场的工作就是常见的二极管的工作原理

击穿二极管

参考：https://blog.csdn.net/by552200/article/details/104885279
但加反向电压过大时，出现击穿。
击穿一般是，雪崩击穿和齐纳击穿。
雪崩击穿：由于PN节的空间电荷区（耗尽层，内电场），通过空间电荷区的电子和空穴在外电场作用下获得较大能量，不断的和晶体原子碰撞。当能量足够大，会将共价键中电子激发，形成自由空穴-电子对。称为碰撞电离，然后这些活动的自由电子对会碰撞其他的晶体原子，像雪崩一样。
齐纳击穿：在强电场作用下，直接破坏共价键，将束缚电子分离出来，形成电子-空穴对。一般能够齐纳击穿的PN节杂质浓度比较大，空间电荷区会很窄。这时电场强度才可能很大。

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