p-n接面

設想相鄰的兩個房間：一間擠滿了坐不住的自由電子，另一間則是空著的座位——也就是空穴——等著被填滿。打開兩間之間的門，電子便湧過去，填進邊界附近的空穴。這個電子多的區域與空穴多的區域相接觸的會合處，就是 p-n 接面。

p-n 接面是在同一塊晶體內部 p 型材料與 n 型材料相接的邊界。在接觸處，n 側的自由電子湧過去填補 p 側的空穴，兩者在界面附近相互抵消，留下一條幾乎沒有可移動載流子的薄層，即耗盡區。那裡暴露出來的固定離子建立起一個向內的電場，反過來推阻，直到達成平衡。正是這個內建電場，讓接面在一個方向上容易導電、在另一個方向上加以阻攔。

p-n 接面堪稱電子學中最重要的單一結構——它是二極體的工作核心、晶體管的構件、太陽能電池和發光二極體的活性元件。一個常見的誤解是以為 n 側帶負電、p 側帶正電；事實上兩側起初都是中性的，唯一的電荷分離就是橫跨那條薄薄耗盡層的微小內建電場。