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嵌软工程师要掌握的硬件知识1：一文了解什么是PN结

文 / 黑猫学长

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文章所在专栏: 嵌软工程师要掌握的硬件知识

1 什么是本征半导体

纯净的、不含其他杂质的半导体称为本征半导体。

本征半导体在热力学温度T=0K（相当于-273℃）时不导电，如同绝缘体一样。本征半导体在环境温度升高或光照的作用下，将有少数价电子获得足够的能量，以克服共价键的束缚而成为自由电子。在没有外加电场时自由电子做无规则的运动。价电子离开共价键后，在该共价键处留下一个空位，这种带正电荷的空位称为“空穴”。在本征半导体中，自由电子和空穴是成对出现的，即自由电子与空穴数目相等。相邻共价键中的价电子可以在获得能量后移至有空穴的共价键，并在原来的位置上产生一个新的空穴。这种新的空穴可以在外加电场作用下运动，价电子运动填补一个空穴后，在原来所处位置上产生一个新的空穴，空穴运动的方向与价电子运动的方向相反。在没有外加电场时，如同自由电子一样，空穴在晶体中也做无规则的运动，对外部不显现电流。

2 PN结

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