請先看這個回答，理解一下什麼是能帶和載流子，半導體的導電性是怎麼來的。
導帶、價帶、禁帶、允帶都是什麼邏輯關係？ - 知乎
然後再解釋pn結。
首先假設我們有一塊同一種單晶矽製成的p型半導體和n型半導體，他們的導帶和禁帶能級是一樣的，唯一的區別是摻雜能級的位置：
由於摻雜能級的不同，p型半導體和n型半導體具有不同的電子分布和費公尺能級。純粹的p型半導體，費公尺能級位於價帶與摻雜能級之間；n型半導體費公尺能級位於導帶與摻雜能級之間。這很容易理解，因為費公尺能級可以認為是半導體處於絕對零度時電子所處的最高能級，而絕對零度時的電子又是從低往高依次填充的。
當pn結形成的時候，p型半導體和n型半導體直接接觸。之前曾經講過熱平衡時同一塊半導體材料會具有統一的費公尺能級，所以當pn結形成時，半導體的能帶會發生彎曲，使得p型和n型半導體的費公尺能級能夠統一。
而能帶是怎樣彎曲的呢？首先我們考慮離pn結距離很遠的地方，這裡遠在pn結電場的影響範圍之外，顯然能帶應該是平直的，就像純粹的p型或n型半導體一樣。由於費公尺能級統一，所以p型半導體相對於n型半導體能帶被抬公升了：
中間的部分，就是pn結，能帶被彎曲之後把p型能帶和n型能帶連線在一起。但是能帶為什麼會彎曲？具體又是怎麼彎曲的？這就要從電場和載流子運動的角度來解釋。
首先，載流子會發生擴散運動，從濃度高的區域往濃度低的區域運動。這是因為載流子一直在發生隨機的熱運動，而因為高濃度區域載流子更多，統計上從高濃度區域運動到低濃度區域的概率更大。所以在pn結附近，電子會往p型半導體擴散，空穴會往n型半導體擴散，擴散運動的速度正比於載流子的濃度梯度。
我們知道自由電子遇到空穴時會發生復合，而pn結一側幾乎只有電子，另一側幾乎只有空穴，所以電子和空穴會在pn結上大量復合，導致pn結兩側載流子濃度下降。而載流子濃度下降會使得半導體帶電，這是因為n型半導體的電子**於摻雜能級上的電子躍遷到導帶，而摻雜能級失去電子之後變成了帶正電的離子，pn結處的復合是n型半導體的電子與p型半導體價帶中的空穴復合，相當於n型半導體失去了電子，p型半導體獲得了電子，這就使得p型半導體帶負電，n型半導體帶正電。很快，pn結附近的載流子就全部復合了，此時這一區域只剩下了不能移動的帶電離子，這一區域就被稱為空間電荷區，也就是勢壘區。
突變型pn結的電荷分布、電場分布與電勢分布
由於n型帶正電，p型帶負電，就形成了乙個由n指向p的電場，這個電場使得電子從p向n，空穴從n向p發生漂移運動。然而前面提到擴散運動和這個漂移運動的方向正好相反，當兩個運動的速率相同時，擴散運動和漂移運動互相抵消，pn結的載流子分布就處於穩定狀態。
現在我們就能計算空間電荷區的電場是怎樣彎曲能帶的了。由於空間電荷區的電荷**於電離之後的摻雜原子，可以認為空間電荷區的電荷密度就等於摻雜濃度。有了電荷密度，就能計算出空間電荷區內每一點的電場強度和電位，算出了各位置的電位，就可以畫完能帶圖了。
接下來就該研究pn結怎麼導電了。簡單起見這裡就做一下定性的描述，具體更準確的分析還是請看書。
從能帶圖可以看出，對於電子，可以輕易地從p型半導體進入n型半導體，但是p型半導體內電子非常少。而n型半導體中的電子，則需要越過乙個勢壘才能進入p型半導體。
當我們外加電壓使pn結正偏時，外加電場與空間電荷區內置電場方向相反。這一外加電場使得空間電荷區出現乙個與內建電勢反向的偏壓，n型半導體相對於p型半導體電位降低，勢壘的高度減小。
由於勢壘高度減低，n型半導體的電子在外加電場的作用下就有較大的概率能越過勢壘到達p型區，產生電流，而p型半導體的空穴也是類似，此時我們就稱pn結導通了。
除了正向偏壓導通之外，pn結還會被反向擊穿。反向擊穿一般有兩種，雪崩擊穿和齊納擊穿。
雪崩擊穿是當外加的反向電場足夠大時，半導體內的載流子能量非常高，在和原子發射碰撞時足夠破壞共價鍵，激發出新的載流子。這使得半導體內載流子濃度隨著碰撞發生成倍增加，使得反向第電流急劇增大。
齊納擊穿則是由於反向偏壓使得n型半導體的導帶底部低於p型半導體的價帶頂部，此時量子效應可以讓p型半導體價帶中的電子直接隧穿到n型半導體的導帶中，形成電流。
以上就是pn結形成與導電原理的簡單描述，有興趣的朋友可以找《半導體物理》或者《半導體器件物理》的教材看看，上面有更準確、更詳細的推導過程。
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