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與導(dǎo)體和絕緣體相比，半導(dǎo)體材料的發(fā)現(xiàn)是晚的，直到20世紀(jì)30年代，當(dāng)材料的提純技術(shù)改進以后，半導(dǎo)體的存在才真正被學(xué)術(shù)界認(rèn)可。本征半導(dǎo)體：不含雜質(zhì)且無晶格缺陷的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。在極低溫度下，半導(dǎo)體的價帶是滿帶（見能帶理論），受到熱激發(fā)后，價帶中的部分電子會越過禁帶進入能量較高的空帶，空帶中存在電子后成為導(dǎo)帶，價帶中缺少一個電子后形成一個帶正電的空位，稱為空穴。
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光照能使共價電子獲得能量，脫離晶格原子的束縛，變成可以自由移動的電子和空穴。而電子和空穴都是構(gòu)成電流的成分，因此光照可以使PN結(jié)產(chǎn)生電流。PN結(jié)光生電的特性使它能夠制備成雪崩二極管、PIN二極管，這些器件廣泛應(yīng)用于光探測器、太陽能電池等領(lǐng)域電生光：反之，若在PN結(jié)兩端加以正向電壓，半導(dǎo)體中的電子和空穴就會在結(jié)處相遇之后消失（復(fù)合），并產(chǎn)生一束光子，前提是制造PN結(jié)的材料為直接帶隙半導(dǎo)體。PN結(jié)電生光的特性使它能制作成發(fā)光二極管（LED）、激光二極管（LD）等，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體照明、光通訊中的光源、3DSensing等領(lǐng)域直接帶隙半導(dǎo)體，是指這種材料中的電子和空穴復(fù)合時遵循動量守恒
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第二個時PN結(jié)的伏安特性：式中，Is在數(shù)值上等于反向飽和電流，Vt=KT/q，為溫度當(dāng)量，在常溫下，Vt約等于26毫伏。的PN結(jié)的例子是二極管，二極管就是由PN結(jié)加上電極引線和外殼組成的。我們接著了解二極管的伏安特性。二極管的伏安特性和PN結(jié)的伏安特性基本相同，特點是1，正向特性，當(dāng)正向電壓大于開啟電壓后，隨著正向電壓的增加，正向電流近似按指數(shù)規(guī)律增大，正向電阻很小，二極管可以看做是導(dǎo)通的，在伏安特性的這部分，電流在快速增大時，二極管的正向壓降變化很小。