掺入少量杂质磷元素（或锑元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，磷原子外层的五个外层电子的其中四个与周围的半导体原子形成共价键，多出的一个电子几乎不受束缚，较为容易地成为自由电子。
于是，N型半导体就成为了含电子浓度较高的半导体，其导电性主要是因为自由电子导电。
掺入少量杂质硼元素（或铟元素）的硅晶体（或锗晶体）中，由于半导体原子（如硅原子）被杂质原子取代，硼原子外层的三个外层电子与周围的半导体原子形成共价键的时候，会产生一个“空穴”，这个空穴可能吸引束缚电子来“填充”，使得硼原子成为带负电的离子。
这样，这类半导体由于含有较高浓度的“空穴”（“相当于”正电荷），成为能够导电的物质。
如果将PN结加正向电压，即P区接正极，N区接负极。
由于外加电压的电场方向和PN结内电场方向相反。
在外电场的作用下，内电场将会被削弱，使得阻挡层变窄，扩散运动因此增强。这样多数载流子将在外电场力的驱动下源源不断地通过PN结，形成较大的扩散电流， 称为正向电流 。
由此可见PN结正向导电时， 其电阻是很小的 。
加反向电压时PN结变宽，反向电流很小。
如果PN结加反向电压，此时，由于外加电场的方向与内电场一致，增强了内电场，多数载流子扩散运动减弱，没有正向电流通过PN结，只有少数载流子的漂移运动形成了反向电流。由于少数载流子为数很少，故反向电流是很微弱的。
因此，PN结在反向电压下， 其电阻是很大的 。
【p－n结】在一块半导体中，掺入施主杂质(以硅为例，在高纯硅的一端掺入一点点硼、铝、镓等杂质就是p型半导体。在另一端掺入一点点磷、砷、锑等杂质就是n型半导体），使其中一部分成为n型半导体。其余部分掺入受主杂质而成为p型半导体， 单纯的一片p型或n型半导体，仅仅是导电能力增强了，但还不具备半导体器件所要求的各种特性。如果在一块n型（或p型）半导体上在制成一层p型(或n型)半导体，于是在p型半导体和n型半导体的交界处就会形成一个pn结。 当p型半导体和n型半导体“结合”在一起时，由于p型半导体的空穴浓度高，自由电子的浓度低；而n型半导体的自由电子浓度高，空穴浓度低，所以交界面两侧的载流子在浓度上形成了很大的差别。这是就在交界面附近产生了多数载流子的扩散运动。所谓扩散运动，就是载流子由浓度高的地方向浓度低的地方运动，即p区的多数载流子（空穴）向n区扩散，同时n区的多数载流子（电子）向p区扩散。随着扩散运动的进行，在p区和n区的交界面p区一侧出现一层带负电的粒子区（这是不能移动的电荷）；而在交界面n区一侧出现一层带正电的粒子区。这样，在交界面的两侧就形成了一个空间电荷区。PN结是由一个N型掺杂区和一个P型掺杂区紧密接触所构成的，其接触界面称为冶金结界面。
在一块完整的硅片上，用不同的掺杂工艺使其一边形成N型半导体，另一边形成P型半导体，我们称两种半导体的交界面附近的区域为PN结。
在P型半导体和N型半导体结合后，由于N型区内自由电子为多子空穴几乎为零称为少子，而P型区内空穴为多子自由电子为少子，在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差。
扩展资料：
相关特性：
从PN结的形成原理可以看出，要想让PN结导通形成电流，必须消除其空间电荷区的内部电场的阻力。很显然，给它加一个反方向的更大的电场，即P区接外加电源的正极，N区结负极，就可以抵消其内部自建电场，使载流子可以继续运动，从而形成线性的正向电流。
而外加反向电压则相当于内建电场的阻力更大，PN结不能导通，仅有极微弱的反向电流（由少数载流子的漂移运动形成，因少子数量有限，电流饱和）。
当反向电压增大至某一数值时，因少子的数量和能量都增大，会碰撞破坏内部的共价键，使原来被束缚的电子和空穴被释放出来，不断增大电流，最终PN结将被击穿（变为导体）损坏，反向电流急剧增大。
这就是PN结的特性（单向导通、反向饱和漏电或击穿导体），也是晶体管和集成电路最基础、最重要的物理原理，所有以晶体管为基础的复杂电路的分析都离不开它。
参考资料来源：百度百科－PN结
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