pn结属于半导体器件,是由p型半导体和n型半导体结合而成的,整个结构就像一个电容器。pn结的正面为p型半导体,负面为n型半导体,其中n型区域为n型半导体区,p型区域为p型半导体区。
在pn结中,n型区的导电性比p型区高,因而pn结n型区中带负电,p型区则带正电,即出现“势垒”,因此在可逆电位差(如电池或电源)的作用下,p、n两区由于势差而有电流流入n型区。
在n型区的电子浓度较高,因此n型区带负电。在pn结正常工作时,当施加正向电压,即正极连接p型区,负极连接n型区,则由于从p到n方向电位的下降,电荷向n型区移动,即正电荷顺n型区的基区势垒而移动,带负电子跨过与异极相接的pn结向p型区的电子缺陷电子井移动,在p型区与正孔相遇复合而成为热激发(光子效应)的原子:因此,电荷的方向是从p区流入n区,即电流的方向与电子流动方向是相反的。
而当施加反向电压,即正极连接n型区,负极连接p型区时,则由于电位的上升和斥力,电荷离开轻掺杂区,即导带较放荡的杂质区,所以形成一层空间电荷区,其中位置随电势而变;因而出现势垒加宽,电流非常小或断开。
一般来说,n型半导体内的载流子只有电子,因此n型半导体的载流子主要是电子,受光照射可以产生正、负离子,进而在反向电势作用下发生光谱干扰。n型区对于可逆电势的扰动具有响应能力,故PC结可以制成微弱光信号的转换器。
n型区相比N型半导体,电导率更低,载流子迁移率更低,因此,n型半导体比N型半导体的响应更加平缓,因此,在制造光电器件时,经常选用n型材料来增强光谱的线性范围。