光电二极管把光强变化变成反向光电流。关键不是普通导通，而是反向偏置下耗尽区电场对光生电子-空穴对的快速分离和收集。

半导体的意义，不是它“导电能力介于导体和绝缘体之间”这么一句定义，而是它让人类第一次可以大规模制造没有活动部件、由电控制的微小开关。理解半导体，要从“为什么导体和绝缘体不够用”开始。

如果只看一个原子，我们会以为电子只是按能级一层层排队。但半导体不是一个孤零零的原子，而是由海量原子挤在一起形成的固体。一旦原子靠近，电子就不能继续复制同一套单原子状态，否则会违反泡利不相容原理。理解半导体，必须从单个原子的能级转向固体中电子状态如何重新安排。

单个原子里的电子只能站在离散能级上；当大量原子靠近形成固体，原子轨道相互重叠，原本分开的能级会分裂成密密麻麻的能量范围，最终近似成为连续的能带。固体能带理论解释的就是：为什么固体里的电子要看整片能量区间，而不是只看单个原子的能级。

PN 结不是把 P 型和 N 型简单粘起来，而是在同一块晶体里建立一个由扩散、复合、固定离子和内建电场共同形成的动态平衡。多数载流子扩散，少数载流子漂移，两股运动抵消，最终形成二极管单向导电的起点。

半导体物理不是先背一堆名词，而是在回答三个工程问题：材料里有多少能导电的载流子？这些载流子在哪里、怎么运动？我们怎样改变它们，并做出二极管、晶体管、LED 和太阳能电池？理解这三问，量子力学、能带图、费米统计、漂移扩散和 PN 结就不再是散乱章节，而是一条通向真实器件的路线。