为什么会形成pn结 pn结的形成原因是什么？

1、材料的特性

pn结在半导体器件中广泛应用，要理解为何会形成pn结，我们需要首先了解半导体材料的特性。半导体材料的晶体结构中包含有空穴和自由电子。在室温下，这些电子和空穴都被束缚在材料的原子中，不能自由移动。只有当半导体材料被掺杂之后，才会形成可用的电子和空穴。通过向半导体材料中掺入少量杂质元素，形成n型和p型半导体材料。

2、n型半导体与p型半导体

n型半导体是以元素磷、硒、碘等作为杂质，加入到纯晶体硅或锗中，使原来的半导体中掺杂进了一定量的自由电子。n型半导体中的自由电子数量要比空穴数量多，使其电导率比纯半导体提高了几个数量级。

p型半导体是在纯晶体硅或锗中加入少量的元素铝、硼、镓等，形成杂质 。这些杂质原子只依靠三个价电子与其他原子形成共价键，它们的第四个电子成为可以移动的空穴。在p型半导体中，空穴数量要比自由电子数量多。

3、pn结的形成

pn结其实就是n型半导体和p型半导体之间的交界面。当p型半导体和n型半导体通过熔融法或扩散法合成成单张芯片时，有可能从p型半导体中向n型半导体中扩散少量空穴，从而在交界处形成一个弱导体层，即空间电荷区。在空间电荷区中，p型半导体和n型半导体的正负电荷通过扩散形成了一个内建电场。当有外加电压或电流作用于pn结时，内建电场将会受到影响，影响导体的电阻和电性能。

4、pn结的应用

pn结广泛应用于半导体器件，如二极管、场效应管、可控硅等。其中，二极管是最基本、最简单的半导体器件之一，其内部就是一个pn结。当二极管的正极与p型半导体相连，负极与n型半导体相连时，即可形成正向电流。当反过来连接时，则不能形成电流，这就是二极管的特性。可控硅是一种具有双向导通功能的半导体器件，其内部也是由pn结构成的。