空間電荷
存在於半導體內部局部區域的剩餘電荷即為空間電荷。例如p-n結界面附近處的勢壘區,其中就有空間電荷,並從在勢壘區中產生出相應的內建電場。
空間電荷包含有電離的施主、受主雜質中心的電荷以及載流子(電子和空穴)的電荷。在載流子被內建電場驅趕出空間電荷區——耗盡的近似情況下,空間電荷就只是電離雜質中心的電荷;這時,對於n型半導體,空間電荷主要是電離施主中心的電荷(正電荷);對於p型半導體,空間電荷則主要是電離受主中心的電荷(負電荷)。一般,空間電荷密度ρ為 ρ = q(p-n+Nd-Na) 。
空間電荷效應
在偏壓等外界作用下,在空間電荷區中,載流子的濃度可能超過或者少於其平衡載流子濃度。例如,對於n-p結,空間電荷區主要在p型一邊(其中的空間電荷基本上都是電離受主的負電荷);當加上正向電壓時,即有大量電子注入、並通過空間電荷區,則這時在空間電荷區中的電子濃度將超過平衡電子濃度,有np>np=ni;相反,當加上反向電壓時,空間電荷區中的電場增強,驅趕載流子的作用更大,則這時在空間電荷區中的電子濃度將低於平衡電子濃度,有np