P-N结在未施加外部电源时的特性是什么

　　图6.电子的静电势（势能势垒）。
　　势能屏障
　　穿过空间电荷层的电场在带电粒子上施加力，使空穴朝低电位区域移动，电子向电位较高的区域移动。这些力反对空穴和电子的扩散。
　　那些可以穿过空间电荷层对抗场力的空穴和电子获得了W=q∙V0的势能。因此，只有那些垂直于结的动能高于W的载流子才会穿过空间电荷层。这个动能就是热运动能。
　　V0越大，载流子所需的动能越小，从而减小了扩散电流的大小。这种现象是空间电荷层中的势能势垒或势山，与载流子在结上的扩散相对。在这种情况下，扩散电流取决于势垒的高度，势垒的高度取决于空间电荷层的场强，后者取决于未覆盖的束缚电荷量。
　　图5显示了防止空穴通过结进一步扩散的势能势垒，图6显示了防止电子流动的势能势垒。由于空穴和电子的电荷极性相反，曲线是倒置的。
　　漂移电流
　　一些来自热电离的少数载流子扩散到空间电荷层的边缘并找到电场。该场将它们冲过层 - N型侧的空穴移动到P型侧，P型中的电子移动到结的N型侧。这两个电流分量相加产生漂移电流（Is）。漂移电流方向是从N型侧到P型侧，如图2所示。
　　漂移电流与山的高度无关，少数载流子通过屏障沿着山坡向下移动，在穿越交汇点时增加动能。漂移电流的大小取决于少数载流子的产生速率，并随温度呈指数增长。
　　均衡条件
　　由于多数载流子的扩散创造了潜在的山丘，因此扫过交界处的少数载流子降低了山丘的高度。当多数载流子的流量等于少数载体的流量并且 Id=Is 时，就会发生平衡条件。这个结论是合理的，因为当p-n结端子开路时，流入器件的电流为零。然后，结上的净电流必须为零，这是一个平衡条件。
　　注入电流和饱和电流
　　使用的其他名称是注入电流，用于由多数载流子扩散产生的电流和来自少数载流子的电流的饱和电流。
　　总结
　　N型和P型半导体材料在结之前是中性的。
　　结后，N型侧由于扩散而失去电子并获得空穴。当电子进入P型侧时，它们与大量空穴重新结合。结附近的空穴群随着许多电子填充空穴而耗尽。只要P型侧存在受体原子，就会填满空穴，并产生负离子。
　　同样，从P型到N型侧的空穴与结附近的自由电子重新结合。只要在N型侧存在供体原子，自由电子就会耗尽，并产生正离子。
　　因此，N型侧变为正，P型侧变为负。它们在结处产生足够强的电场，以抑制电子和空穴的扩散过程。
　　电场在空间电荷层上产生电位差。外部电路中的电流流动是不可能的，因为结处的电位接触差和外导线处的电位接触差在闭合电路中加起来的总电动势为零。在开路条件下不存在外部电流，则Id=Is。
　　空间电荷层的电位差起到了屏障的作用。必须克服此屏障，以便空穴扩散到N型侧，电子扩散到P型侧。因此，多数航母必须有足够的动能爬上潜在的山坡，而少数航母则不需要动能从山上掉下来。
　　扩散电流Id取决于载流子耗尽区域的压降V0。漂移电流值取决于温度，与电压V0无关。