如果把一塊本徵半導體的兩邊摻入不同的元素，使一邊為p型，另一邊為n型，則在兩部分的接觸面就會形成乙個特殊的薄層，稱為pn結。pn結是構成二極體、三極體及可控矽等許多半導體器件的基礎。
如下圖所示是一塊兩邊摻入不同元素的半導體。由於p型區和n型區兩邊的載流子性質及濃度均不相同，p型區的空穴濃度大，而n型區的電子濃度大，於是在交介面處產生了擴散運動。p型區的空穴向n型區擴散，因失去空穴而帶負電；而n型區的電子向p型區擴散，因失去電子而帶正電，這樣在p區和n區的交界處形成了乙個電場（稱為內電場）。
pn結內電場的方向由n區指向p區，如下圖所示。
在內電場的作用下，電子將從p區向n區作漂移運動，空穴則從n區向p區作漂移運動。經過一段時間後，擴散運動與漂移運動達到一種相對平衡狀態，在交界處形成了一定厚度的空間電荷區叫做pn結，也叫阻擋層，勢壘。
如果將pn結加正向電壓，即p區接正極，n區接負極，如上圖所示。由於外加電壓的電場方向和pn結內電場方向相反。在外電場的作用下，內電場將會被削弱，使得阻擋層變窄，擴散運動因此增強。
這樣多數載流子將在外電場力的驅動下源源不斷地通過pn結，形成較大的擴散電流，稱為正向電流。
由此可見pn結正向導電時，其電阻是很小的。
如果pn結加反向電壓，如下圖所示，此時，由於外加電場的方向與內電場一致，增強了內電場，多數載流子擴散運動減弱，沒有正向電流通過pn結，只有少數載流子的漂移運動形成了反向電流。由於少數載流子為數很少，故反向電流是很微弱的。
因此，pn結在反向電壓下，其電阻是很大的。
由以上分析可以得知：
pn結通過正向電壓時可以導電，常稱為導通；而加反向電壓時不導電，常稱為截止。這說明：pn結具有單向導電性。
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