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在PN結兩端不外加電壓時，P型半導體區大量可自由移動的空穴和N型半導體區內的大量電子將因為濃度差向對方區間擴散，擴散電流的方向為由P流向N，其幅值與負濃度差成正比，之后在PN結附近P型區將出現由無法自由移動的負離子組成的帶負電的區域和N型區的正離子組成的帶正電的區域，兩個區域統稱為空間電荷區，也稱耗盡層。空間電荷區內將出現由N型區指向P型區的電場，稱為內建電場。內建電場對自由電子和空穴作用力形成漂移運動，漂移電流方向為由N流向P，與擴散運動方向相反，其幅值與擴散電場的電場強度成正比。當空間電荷區達到一定的寬度時，漂移電流等于擴散電流，流過PN結的電流為零。PN結處于動態平衡，空間電荷區寬度穩定，
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