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半导体基础半导体是一种导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。其导电性可以通过掺杂其他元素进行调节，例如，向纯硅中掺入五价元素磷（P）形成N型半导体，掺入三价...

半导体基础半导体是一种导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。其导电性可以通过掺杂其他元素进行调节，例如，向纯硅中掺入五价元素磷（P）形成N型半导体，掺入三价元素硼（B）形成P型半导体。N型半导体掺杂五价元素后，半导体中的自由电子增多，多数载流子为电子P型半导体掺杂三价元素后，半导体中的空穴增多，多数载流子为空穴PN结的形成当P型半导体和N型半导体接触时，会发生扩散现象，即P区的空穴向N区扩散，N区的电子向P区扩散。扩散的结果导致P区出现负电荷，N区出现正电荷，形成空间电荷区（也称为耗尽层）。在空间电荷区内，由于正负电荷的相互作用，形成了一个由N区指向P区的内建电场。PN结的特性单向导电性在正向偏置（P区接正极，N区接负极）下，外电场与内建电场方向相反，削弱了内建电场，使得多数载流子更容易通过PN结。而在反向偏置下，外电场增强了内建电场，阻止了多数载流子的通过，但可以允许少量的少数载流子通过，形成反向饱和电流整流效应PN结在正向偏置时电阻较小，反向偏置时电阻较大，因此具有整流作用光生伏特效应当PN结受到光照时，光子能量大于半导体禁带宽度的部分将被吸收，激发出电子-空穴对，这些非平衡载流子在内建电场的作用下分离，形成光生电动势，这是太阳能电池的基本原理综上所述，半导体与PN结的工作原理涉及到了材料科学、量子力学和电子学等多个领域的知识。PN结作为半导体器件的核心结构，广泛应用于各种电子和光电子器件中。