PN结是由p型半导体和n型半导体结合在一起构成的。其中p型半导体的材料内部含有大量的电子空穴，n型半导体内部则有大量的自由电子。在两种半导体材料结合的界面上，大量的电子空穴与自由电子结合，形成了电子互相复合的区域。
由于p型半导体的电子浓度远高于n型半导体，因此在PN结的交界处，p区的电荷云会向n区倾斜。而由于电子空穴复合所带来的净电荷会导致p区的电子浓度下降，因此在交界处形成了一个电场。
这个电场的方向是从p型半导体流向n型半导体，因此PN结的形成就导致了在其交界处形成了一个内建电场。
PN结具有单向导电性，是由其内建电场所引起的。
当PN结处于正向偏置状态下（即p区连接正电源，n区连接负电源），正电压的作用使得电子从n区向p区运动，同时这些运动中的电子会与p区的空穴结合，形成电流。而PN结内建电场所引起的阻拦作用则较小，因而电流容易通过PN结。
但是当PN结处于反向偏置状态下（即p区连接负电源，n区连接正电源），电场的方向与电子运动的方向相反，电场会强烈地阻拦电子的运动。这种情况下，只有极少数的高能电子能够通过PN结，而使得在PN结两侧产生了一个电位差，即发生反向击穿。因此PN结在反向偏置状态下表现出非常高的电阻。
PN结的单向导电性具有广泛的应用价值。
PN结可以被用作二极管，二极管可以将交流电信号转化为脉冲信号，便于数字电路处理。而在直流电路中，二极管可以实现电路的整流功能，使得直流信号变得更加稳定。
PN结的单向导电性还被用于太阳能电池中。太阳能电池通过将PN结与光敏材料结合，将光能转化为电能，实现了太阳能的高效利用。
此外，PN结还可以被用于电子管、晶体管和集成电路等电子元器件中，是现代电子技术中不可或缺的一部分。
PN结的单向导电性还可以通过材料的掺杂浓度来进一步控制。
通过改变p型半导体和n型半导体掺杂材料的浓度，可以改变PN结内建电场的大小和方向，从而进一步控制PN结的单向导电性。例如，通过增加掺杂浓度，可以减小PN结的厚度并提高其反向击穿电压，使得PN结能够承受更高的电压和电流。
此外，通过在PN结两侧添加金属接头，可以形成p-n接面场效应晶体管。这种晶体管具有可控的电阻和电容，并可以被用于信号放大和开关等应用。
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