我们使用半导体材料(Si, Ge)形成各种电子器件。最基本的设备是二极管。二极管是一种双端PN结器件。PN结是由P型材料与N型材料接触形成的。当p型材料与N型材料接触时，电子和空穴在结附近开始重组。这导致缺乏电荷运营商.因此这个结称为耗尽区。当我们申请电压跨越PN结的终端，我们称为二极管。下图显示了PN结二极管的符号。
二极管单向装置是允许流动的吗当前的在一个方向上只取决于偏置。
二极管的前向偏置特征
时，P端比N端正极更大，即P端连接到的正极电池N端与电池负极相连，称为正向偏压。
电池的正极排斥大多数p区载流子和空穴，负极排斥N区电子并将其推向结。这导致了浓度的增加电荷运营商.在结附近发生复合，耗尽区宽度减小。在正向偏压电压被提升的耗尽区继续降低宽度，越来越多的载体重组。这导致电流的指数升高。
二极管反向偏置特性
在反向偏置的P端连接负极电池以及电池的N端到正极。因此，施加的电压使N侧比P侧为正。
电池的负极吸引p区大部分载流子、空穴，而正极吸引n区电子并将其拉离结。这导致结附近载流子浓度降低，耗竭区宽度增加。少量的当前的由少数载流子产生的电流，称为反向偏置电流或漏电流。当反向偏压电压被抬高的耗竭区宽度不断增大，没有电流流动。可以得出这样的结论二极管只在有偏见的情况下行动。二极管的工作可以用I-V的形式来概括二极管特性图。
对于反向偏压二极管，
式中，V =电源电压
我D=二极管电流
我年代=反向饱和电流
对于前偏见，
在哪里，五T温度的伏特当量= KT/Q = T/11600
Q =电子费用=
k = boltzmann的常量=
N = 1，表示Ge
= 2，表示Si
当反向偏压电压进一步提高，耗尽区宽度增加，并出现一个点时，结中断。这就产生了大电流。崩溃是膝盖的问题二极管特性曲线。结击穿是由两种现象引起的。
雪崩击穿(适用于V > 5V)
在非常高的反向偏置电压下，少数载波的动能变得如此之大，以至于它们从共价键击中电子，这反过来敲击更多电子，并且该循环持续到，除非结击。这被称为雪崩击穿这一现象对于雪崩二极管。
齐纳效应(V < 5V)
反向偏置电压下，结势垒随偏置电压的增加而增大。这导致在结处产生非常高的静电场。这个静电场打破了共价键，释放了少数载流子，这有助于反向电流。电流突然增加，结就会破裂。这被称为齐纳击穿这一现象对于稳压二极管。
