1. 本徵半導體
本徵半導體(Intrinsic Semiconductor)：不含雜質的半導體成為本徵半導體，主要有單晶硅和單晶鍺。
2. 自由電子與空穴
半導體硅和鍺的最外層有四個電子，為處於穩定狀態，每個原子的價電子都要和相鄰原子的價電子配對，形成共價鍵。但共價鍵中的電子沒有結合的那樣緊密，由於能量激發，一些電子會成為自由電子。同時，某處共價鍵失去一個電子形成空穴。自由電子和空穴總是成對出現。
3. 本徵半導體的導電性
在本徵半導體兩端加電壓，自由電子向正向移動，形成電子電流；空穴向負極移動，形成空穴電流。但由於兩種載流子數量很少，所以本徵半導體的導電性很弱。
4. P型半導體和N型半導體
如果向本徵半導體中摻入少量的雜質，半導體的導電性會大大提高。在單晶硅中摻入少量的五價磷或三價硼，就構成了N型半導體和P型半導體。以P型半導體為例，由於硼有3個價電子，和相鄰硅原子形成共價鍵時，因缺少一個電子而多一個空穴，從而空穴變多形成P型半導體。
5. PN結的形成
將一塊本徵半導體的兩邊摻入不同的元素，一邊為P型，另一邊位N型。由於兩邊的載流子濃度不同，會產生擴散現象。
在擴散的過程中，一邊失去自由電子帶正電，一邊失去空穴帶負電，這樣在P區和N區的交界處形成了一個內電場。N結內電場的方向由N區指向P區。
在內電場的作用下，兩邊的電子和空穴會做漂移運動。過一段時間，擴散和漂移運動達到了平衡。最後在交界面形成了一定厚度的空間電荷區，即PN結。
6. PN結的導電性
當加正向電壓，擴散加劇，內電場被消耗，導通電流較大。
當加反向電壓，漂移加劇，內電場被增強，導通電流較小。
因此，PN結具有單向導通性。
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