pn接合とは

　n型半導体とp型半導体を接合すると、接合面付近では伝導電子と正孔が逆の電荷に引き寄せられるため、伝導電子はn型側からp型側へ移動し、正孔はp型側からn型側へ移動します。

　この時の半導体間の伝導電子と正孔の移動は拡散電流と呼ばれます。

　拡散電流の結果、接合面付近では移動してきた電子と正孔が結合し、互いの電荷を打ち消し合うことで、電荷を運ぶ担い手であるキャリアが存在しない状態となります。

　このキャリアが存在しなくなった領域は空乏層と呼ばれます。

　電子と正孔の結合により接合面付近のn型半導体では電子が不足するためプラスに帯電し、接合面付近のp型半導体では正孔が不足するためにマイナスに帯電します。

　このため、n型半導体とp型半導体の間にある空乏層では内蔵電位と呼ばれる電位差が生じ、この電位差に従ってキャリアが移動するドリフト電流が発生します。

　ドリフト電流は拡散電流と逆方向のキャリアの移動のため、互いのキャリア移動が打ち消し合い平衡状態に達し、フェルミ準位が一定となります。

　空乏層が生じたときのpn接合での伝導帯、価電子帯及び禁制帯のエネルギー状態を模式的に示すと下の図のようになります。