1. 序言
在这一部分，我们要在 pn 结这个模型中考虑载流子的浓度以及它们的运动。根据实际应用的情况，可以把 pn 结的状态分为三类：
- 零偏（Zero Bias）
- 正偏（Forward Bias）
- 反偏（Reverse Bias）
我们将分别讨论 pn 结的三个状态，以此引出以下概念：
- 势垒区 / 空间电荷区
- 扩散长度
- 自建电场
- 电流密度方程
- （静态）雪崩
- 截止电压
- （反向）漏电流
- ...
需要注意的是，这些参数或概念都是静态的。所谓静态是为了和半导体器件在开关瞬间的一些参数或概念区分。我们在这部分只关注 pn 结的基本物理量以及正偏和反偏下的电压电流关系。动态部分留在半导体器件中再讨论。
2. 学习方法
pn 结的学习要把握三点：
- 理解自建电场的形成原因
- 注意进行分析时 pn 结处在哪种状态
- 要接受把 pn 结简化为二维模型，并在横轴 x 代表 pn 结长度的二维坐标系中对各种物理量进行分析这种形式
3. 内容框架
pn 结的知识将分为三部分，分别对应零偏、正偏和反偏的情况。
为方便分析，我们设定以下假设：
- pn 结是突变节（Abrupt Junction）
- 掺杂区杂质浓度均匀分布
- 在 pn 结处杂质浓度有一个突然的跃变
- 每个半导体区域都是简并半导体，即符合玻尔兹曼分布
- 杂质完全电离