二极管与结：势垒、整流与击穿

先用费米能级统一两侧的化学势，再看 PN 结如何靠掺杂梯度自建内建电场，形成耗尽区与势垒。假设你已了解能带与掺杂。

1. 1费米能级进阶热平衡电子系统的化学势，也是费米—狄拉克占据函数由接近 1 过渡到接近 0 的能量参照。
2. 2PN 结基础PN 结是同一半导体中 p 型与 n 型区域形成的空间掺杂过渡，其内建场把浓度梯度转化为可受外部偏压调制的势垒。
3. 3耗尽层基础耗尽区是 PN 结附近自由多数载流子显著减少、固定离化杂质形成净空间电荷并支撑结电场的区域。

PN 结二极管靠少数载流子注入整流；肖特基二极管靠金属—半导体接触的多子势垒整流，开关更快、正向压降更低。对比两者能看清「整流」不止一种物理。

1. 4二极管入门PN 二极管是把半导体结、欧姆接触和受控电流路径封装为两端非线性器件，其整流来自偏压对势垒与少数载流子注入的非对称调制。
2. 5肖特基二极管进阶肖特基二极管利用具有整流性的金属—半导体势垒控制多数载流子越障输运，其低正向压降和快速关断来自不同于 PN 结少数载流子注入的物理机制。

把前面分散的图像收进一套模型：静电、输运、结与扩散电容、雪崩击穿到 Esaki 带间隧穿，在同一个 PN 结上统一解释。

1. 6PN 结静电、输运、电容、击穿与隧穿专深PN结由空间电荷建立电场，以漂移和扩散在平衡时互相抵消；偏压重塑势垒、耗尽宽度、注入、电容和高场输运，最终可进入雪崩或带间隧穿。