N 型半导体是含电子浓度较高的半导体，P 型半导体是含有较高浓度的“空穴”（相当于“正电荷”）的半导体。将 N 型半导体和 P 型半导体紧密接触，在其接触界面，电子和空穴会发生扩散、漂移并达到动态平衡。这时，在 P 型半导体和 N 型半导体的结合面两侧，留下离子薄层，这个离子薄层形成的空间电荷区称为 PN 结。在结区，建立内电场，其方向由 N 区指向 P 区。PN 结区载流子很少，形成耗尽层。

如果将电源的正极接 N 区，负极接 P 区，即在 PN 结加上反向电压，则 PN 结区内电场得到加强。这时 PN 结呈现高阻性，漏电流很小。半导体探测器就是利用 PN 结作为探测介质来实现对辐射的探测目的。射线进 PN 结后，由于电离作用而产生电子空穴对，在外电场作用下，电子和空穴分别向两电极漂移，从而在收集电极上感应出电荷，在输出回路形成脉冲信号。由于结区厚度很小，只要极间电场足够强，电子和空穴复合概率就很小；这时输出

的脉冲幅度与射线损耗在结区的能量成正比。