半导体器件 - 势垒电位

N型和P型材料在它们连接到公共结之前被认为是电中性的。然而，连接后，扩散会立即发生，因为电子穿过结填充空穴，导致P型材料中出现负离子，此动作导致结附近区域带负电。电子离开N型材料导致其产生正离子。

所有这些过程反过来会导致结的N侧带净正电荷。这种特殊的电荷产生倾向于迫使剩余的电子和空穴远离结。此动作使得其他电荷载流子难以扩散穿过结。结果，电荷积聚或势垒电位出现在结上。

如下图所示。产生的势垒电位在P-N结上连接了一个小电池。在给定的图中，观察这个势垒电位的极性相对于P型和N型材料。当晶体没有连接到外部能源时，就会存在这种电压或电位。

锗的势垒电位大约为0.3V，硅的势垒电位大约为0.7V。这些值不能直接测量，并且出现在结的空间电荷区。为了产生电流传导，必须通过外部电压源克服P-N结的势垒电位。