当p型半导体和n型半导体结合在一起时,由于p型区内空穴很多电子很少,而n型区内电子很多而空穴很少,在它们的交界面处就出现了空穴和电子的浓度差异。AD9218BSTZ-105在载流子浓度梯度驱动下,空穴和电子分别从浓度高的区域向浓度低的区域扩散,即一些空穴从p型区向n型区扩散,而一些电子从n型区向p型区扩散。它们扩散的结果就使p型区一侧失去空穴,留下不可移动的带负电的电离受主,n区一侧失去电子,留下不可移动的带正电的电离施主。载流子的转移破坏了p型半导体和n型半导体原来各自的电中性,形成了界面处p型半导体一侧电离受主构成的负电荷区和n型半导体一侧电离施主构成的正电荷区,通常以上电离受主和电离施主所带电荷称为空间电荷,所在区域称为空间电荷区。

   在出现了空间电荷区以后,在空间电荷区就形成了一个内建电场,其方向是从带正电的n型区指向带负电的p型区,电场方向与载流子扩散方向相反。在内建电场的作用下,p型区的少数载流子电子向n型区漂移,同时n型区的少数载流子空穴向p型区漂移,电子和空穴作漂移运动的方向正好与扩散运动的方向相反。从n型区漂移到p型区的空穴补充了原来交界面处p型区扩散运动失去的空穴,而从p型区漂移到n型区的电子补充了原来交界面处n型区失去的电子,可见,内建电场起阻止电子和空穴的继续扩散的作用。随pn结中载流子扩散运动的进行,空间电荷逐渐增加,空间电荷区逐渐变宽,内建电

场亦逐渐增强,载流子漂移运动逐渐加强而扩散运动随之逐渐减弱。在无外加的电压情况下,载流子的漂移电流和扩散电流最终大小相等方向相反而达到动态平衡,这种情况称为平衡状态的pn结。pn结中的载流子分布、空间电荷区和内建电场如图3-22所示,此时空间电荷区和内建电场不变,没有净电荷流经pn结。