自由电子和空穴称为载流子

自由电子和空穴称为载流子，在电场力作用下的运动称为漂移运动，载流子定向的漂移运动形成了电流。 要靠电子导电的半导体被称为N 型半导体。N 型半导体中电子是多数载流子（简称多子），空穴是少数载流子（简称少子）。

主要靠空穴导电的半导体被称为P 型半导体。P 型半导体中空穴是多数载流子（简称多子）、自由电子是少数载流子（简称少子）。

将P 型半导体与N 型半导体通过物理、化学方法有机地结合为一体后，在交界处就形成了PN 结，PN 结具有非线性电阻的特性，可以制成二极管作整流器件，PN 结是构成多种半导体器件的基础。

随着电子、空穴的扩散，形成一个空间电荷区。空间电荷区产生后在半导体内部出现内电场i E ，内电场的方向是从N 区指向P 区，内电场使载流子（带正电的空穴和带负电的自由电子）在内电场力作用下产生漂移运动，这与电子、空穴因浓度差异的扩散运动方向正好相反。当空间电荷区域比较薄时内电场i E 较弱，载流子的漂移运动还弱于扩散运动，随着扩散的进行，空间电荷区厚度增加、内电场i E 加强，漂移运动增强，扩散运动的阻力变大，最终PN 结两侧载流子的漂移运动与扩散运动达到动态平衡，从N 区扩散到P 区的电子数目与在内电场i E 作用下从P 区漂移到N 区的电子数相等。这时空间电荷区的宽度不再增加，电荷量不再增多，这个空间电荷区就叫PN 结。

P 端引线称为阳极A （Anode ），N 端引线称为阴级K(Cathode)。当二极管（即PN 结）接上正向电压（简称正偏）时，二极管导电其PN 结等效正向电阻很小，管子两端正向电压降仅约1V 左右（大电流硅半导体电力二极管超过1V ，小电流硅二极管仅0.7V ，锗二极管约0.3V ）。这时的二极管在电路中相当于一个处于导通状态（通态）的开关。二极管正向导电时必须外加电压超过一定的门坎电压th V （又称死区电压），当外加电压小于死区电压时，外电场还不足以削弱PN 结内电场，因此正向电流几乎为零。硅二极管的门坎电压约为0.5V ，锗二极管约为0.2V ，当外加电压大于th V 后内电场被大大削弱，电流才会迅速上升。 当二极管即PN 结接上反向电压（简称反偏）时，二极管不导电（简称截止或阻断）。外电场使原内电场更增强。多数载流子（P 区的空穴和N 区的电子）的扩散运动更难于进行。只有受光、热激发而产生的少数载流子在电场力的作用下产生漂移运动。这个极小电流称为二极管的反向电流。这些少数载流子的数目有限，并随环境温度的升高而增大。当环温一定时，少数载流子的数目也维持一定。因此在一定的温度下，二极管反向电流R I 在一定的反向电压范围内不随反向电压的升高而增大，故称二极管的反向电流为反向饱和电流S I 。二极管外加反向电压时仅在当外加反向电压R V 不超过某一临界击穿电压值RBR V 时才会使反向电流R I 保持为反向饱和电流S I 。但是当外加反向电压R V 超过RBR V 后二极管被电击穿，反向电流迅速增加。工作时若无特殊的限流保护措施，二极管被电击穿后将造成PN 结的永久损坏。为防止二极管出现电击穿，使用中通常只允许施加于二极管的最高反向工作电压R V 为其击穿电压RBR V 的二分之一。

PN 结中的电荷量Q 与外加电压V 有关。PN 结的等效电容称为结电容，V Q C / 。当PN 结处于正偏时R 为正向电阻，其值很小，结电容C 很大。当PN 结处于反偏时，R 为反向电阻，其值很大，但这时结电容很小。二极管从导通状态（C 很大存储电荷多）转到截止阻断状态时，需要一定的时间消失存储电荷Q 以后，二极管才能恢复反向阻断电压的能力而处于截止状态，然后在反向电压作用下，仅流过很小的反向饱和电流S I （5～10µA ）。