半导体

交界处之间的 p 型和 n 型材料，电子从 n 型半导体中的捐助杂质结合钻孔时要从 p 型半导体。在 n 型半导体的施主杂质失去一个电子，成为积极的离子。在 p 型受体杂质接受这个电子，形成负离子。耗尽区立即围交界处因而变得缺乏电子和空穴。在耗尽区，n 型材料区域现在充满积极的离子，和 p 型材料由负离子。积极的离子排斥电子从 n 型身边的交界处，而负离子击退从交界处的 p 型一侧孔。从积聚的离子在 p-n 结电场有效地防止电子或空穴流经交界处。

但是，如果强在 p-n 结施加足够的电压，电流可再次流动。如果一个正电压下降是被放置在交界处 （就是从 p 型材料的 n 型材料的电压下降），外加的电场可能能够克服从离子力然后可以推动电子穿过交界处。交界处据说是"前偏"在这种情况下。相反，如果负电压降应用跨交界处 （即，电压从 n 型材料至 p 型材料减少），然后应用的电压额外添加到现有的斥力斥力，从离子，和当前不能流。在此配置中，交界处是"偏见相反"。因此可以只在一个方向通过 p-n 结电流。

肖克利半导体方程描述了当前，流经 p-n 结作为它的温度和电压降的函数在它:

（方程 1）

在我_坐是饱和电流通常在安培 (A)、 e是电子电荷等于 1.602 10^-19 Coulombs (C)， V是伏特 (V) 二极管上的电压降， n是一个无量纲的参数，从 1 到 2 并占二极管的缺陷 (n = 1 为理想二极管)，是玻尔兹曼常数 1.38 10^-23米²公斤的^-2 K^-1而T是二极管温度，000k (K)。饱和电流是仍然设法流甚至当二极管反向偏置的小电流。一个人可以看到当前积极电压呈指数增长与指数受到负电压。也是强的温度依赖性。高温度降低电流，和低的温度下导致电流增加。

典型电路测量结果如表 1所示。肖克利半导体方程描述流过二极管的电流作为二极管和电压降的温度函数越过它。温度的 293.0 555 mV 跨二极管，和任意 （但代表） 电压理想因子 K 的 n = 1.5，

为所有测电压计算流过二极管的电流。（当前作为电压的函数） 二极管的特性曲线绘制在图 1中。清楚地看到当前指数依赖电压。当在前偏二极管允许电流流动。当反向偏置，只有微观的饱和电流可以流动，有效地使二极管只允许电流在一个方向阀。

表 1: 结果。

图 1:从肖克利半导体方程的理论点是蓝色。测量的数据点为红色。N 任意理想因子 = 1.5 肖克利半导体方程中使用。如果二极管的真正理想因素已知，实测值与理论值之间的差异可能会消失。

这个实验室探索半导体和形式的一种半导体二极管 p-n 结的属性。二极管是组成一个 p-n 结的电路元件。测定了二极管的特性曲线，并观察二极管进行电流只在一个方向。LED 包含一种特殊的发光除了进行单向的 p-n 结。

半导体电子工业中广泛使用。半导体二极管包含只单的 p-n 结，而晶体管由 n-p-n 和 p-n-磷的路口;那就是，两个 p-n 结直接彼此相邻。半导体晶体管是几乎所有现代电子学的基础。他们可以用来构造逻辑门，这是不可以执行与、 或、 基本布尔逻辑运算的电路和 nand 闪存。这些逻辑操作可以组合以执行更复杂的操作，例如加法和乘法，和甚至可以用于生成计算机的处理器和内存。由半导体制成的发光二极管是比传统的白炽灯泡更多节能型光源。