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3.15pn接面C.A.Ross材料科学与工程学系参考数据：Pierret第5-6章未加偏压(平衡)pn接面想象一陡峭pn接面。在p侧有一高电洞浓度而n侧有高电子浓度。沿着浓度梯度，载子会立即扩散。这使得游离的掺杂质造成一空间电荷区，所产生的电场使载子的漂移与扩散流反向。平衡态时，漂移与扩散电流会达到平衡。p型n型电子漂移电子扩散电洞漂移电洞扩散电荷密度p型n型距离高斯定理在此ρ=e(p–n+ND-NA)能量(注：能带的位置)E=-dV/dx空乏区宽度d=dp+dn内建电压Vo：由早先的课程知n=niexp(Ef-Ei)/kTp=niexp(Ei-Ef)/kT跨过接面的费米能阶是平的：eVo=(Ef-Ei)n-type-(Ef-Ei)p-type=kT/eln(nn/np)orkT/eln(NAND/ni2)使用空乏近似法，在p型ρ=-NAe，在n型为NDeE=NAedp/εoεr=NDedp/εoεr当x=0Vo=(e/2εoεr)(NDd2+NAdp2)d=√{(2εoεrVo/e)(NA/(ND(ND+NA))}d=d+d=√{(2εoεrVo/e)(ND+NA)/NAND}偏压的pn接面(外加偏压VA)由外加-ve在n侧(或+ve在p侧)之顺向偏压会提高n侧的能阶高度(或降低p侧的)此举会降低电位障，在n侧的准费米能阶会较高。可扩散之载子数以指数增加，因而造成扩散项之改变。漂移项不会改变。空乏区之外有一净扩散电流。逆向偏压降低n侧的能阶扩散会降低;而漂移不会变。只有微小的反向电流。反向电流会增加空乏区宽度d=√{(2εoεr(Vo+VA)/e)(ND+NA)/NAND}理想二极管方程在顺向偏压情况下，因有更多可扩散的载子，所以扩散流会增加。这可由费米函数导出。当Ef远离能带边缘，f(E)=1/{1+exp(E–Ef)/kT}~exp-(E–Ef)/kT假若将能阶移动VA，将使可用的载子数改变了一个因子，如下所示{exp-(e(Vo-VA)–Ef)/kT}/{exp-(eVo–Ef)/kT}=expeVA/kT因此扩散流为Jdiff=JoexpeVA/kT计算Jo，我们得知当VA=0时,Jo=-Jdrift=Jdiff.考虑一非对称的接面NAND，则电流主要由电洞贡献，且其在n型材料中(空乏区外)浓度衰减了一段距离Lp=√τpDp。其扩散电流为在此(未加偏压)(顺向偏压)且所以因此Jdiff={eDpni2/NDLp}exp–eVA/kT=JoexpeVA/kT加入电子及电洞两项Jo=eni2{Dp/NDLp+Dn/NALn}又Jdrift=Jo可得出Jdrift的表示式则理想的二极管方程为J=Jdiff+Jdrift=Jo{expeVA/kT–1}逆向偏压时会如何呢？电流会达到饱和值Jo(硅的Jo~10-12Acm-2)所有的少数载子到达空乏区时会被吸入而跨过空乏区(注：可想象为接面会收集少数载子)，没有扩散电流穿过空乏区。在空乏区外有扩散流，其提供少数载子到接面：值为-eni2{pnoDp/Lp+npoDn/Ln}=-Jo.逆向偏压pn接面收集少数载子顺向偏压pn接面注入少数载子非理想情况：a)逆向偏压时，载子穿遂过窄的空乏区造成齐纳(或透纳)击穿。b)突崩二极管，在空乏区中载子撞击游离而产生更多的载子。