一、PN结刚接触时发生了什么？

把 P型半导体（空穴多） 和 N型半导体（电子多） 贴在一起：

1. 载流子浓度差存在

   • P区：空穴浓度高 → 向N区扩散
   • N区：电子浓度高 → 向P区扩散

2. 扩散（Diffusion）

   • P区空穴进入N区 → 与N区电子复合
   • N区电子进入P区 → 与P区空穴复合

3. 留下不可移动的离子

   • P区：硼原子 因失去空穴 带 负电（B⁻）
   • N区：磷原子 因失去电子 带 正电（P⁺）

⚠️ 这个区域既没有自由电子也没有空穴 → 叫 耗尽区 / 空间电荷区

二、耗尽区（Depletion Region）是什么？

载流子被”耗尽”了的区域，只留下固定带电离子

N区 side:  + + + +   ← 正离子（施主）
           ───────   ← 耗尽区（无自由载流子）
P区 side:  - - - -   ← 负离子（受主）

• 宽度：通常 零点几微米～几微米
• 外加电压可改变其宽窄：
  • 反偏 → 耗尽区 变宽
  • 正偏 → 耗尽区 变窄

三、内建电场（Built-in Field, E₀）从哪来？

耗尽区正负离子产生电场： //★★★

   N区(+)  →→→→  P区(-)
   ───────────────────
   内建电场方向：N → P（由正离子指向负离子）

• 这个电场叫 内建电场（Built-in Electric Field）
• 对应电势差叫 内建电势（Built-in Potential）
  • 硅 PN 结 ≈ 0.6～0.7 V

内建电场的作用：

• ✅ 阻止多数载流子继续扩散（形成动态平衡）
• ✅ 帮助少数载流子漂移到对方区域（漂移电流 = 扩散电流）

平衡状态：

扩散电流 = 漂移电流 → 总电流 = 0

四、为什么叫”内建”（Built-in）？

• 不靠外部电源
• 纯粹由 PN结接触、载流子扩散、离子裸露 自然形成
• 外部电压是在抵消或加强这个内建电场

五、总结

PN结接触 → 载流子扩散(浓度差) → 复合 → 留下正负离子 → 形成耗尽区 → 产生由N指向P的内建电场 → 阻止进一步扩散，达到平衡。