势垒高度等于N型、P型半导体单独存在时费米能级之差:
qUD=EFN-EFP
得UD=(EFN-EFP)/q
q:电子电量
UD:接触电势差或内建电势
对于在耗尽区以外的状态:
UD=(KT/q)ln(NAND/ni2)
NA、ND、ni:受主、施主、本征载流子浓度。
可见UD与掺杂浓度有关。在一定温度下,P-N结两边掺杂浓度越高,UD越大。
禁带宽的材料,ni较小,故UD也大。
光照下的P-N结
P-N结光电效应:
当P-N结受光照时,样品对光子的本征吸收和非本征吸收都将产生光生载流子。但能引起光伏效应的只能是本征吸收所激发的少数载流子。因P区产生的光生空穴,N区产生的光生电子属多子,都被势垒阻挡而不能过结。只有P区的光生电子和N区的光生空穴和结区的电子空穴对(少子)扩散到结电场附近时能在内建电场作用下漂移过结。光生电子被拉向N区,光生空穴被拉向P区,即电子空穴对被内建电场分离。这导致在N区边界附近有光生电子积累,在P区边界附近有光生空穴积累。它们产生一个与热平衡P-N结的内建电场方向相反的光生电场,其方向由P区指向N区。此电场使势垒降低,其减小量即光生电势差,P端正,N端负。于是有结电流由P区流向N区,其方向与光电流相反。