晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的pn结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并
建有自建电场。当不存在外加电压时，由于pn结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场
引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互
相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和
自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。
当外加的反向电压高到一定程度时，pn结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍
增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。pn
结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分
二极管主要的特性是单向导电性，其伏安特性曲线。
⒈正向特性
当加在二极管两端的正向电压（P为正、N为负）很小时（锗管小于0.1伏，硅管小于0.5伏），
管子不导通，处于“截止”状态，当正向电压超过一定数值后，管子才导通，电
二极管伏安特性曲线
二极管伏安特性曲线
压再稍微，电流急剧暗加（见曲线I段）。不同材料的二极管，起始电压不同，硅管为
0.5-0.7伏左右，锗管为0.1-0.3左右。
⒉反向特性
二极管两端加上反向电压时，反向电流很小，当反向电压逐渐增加时，反向电流基本保持不变
，这时的电流称为反向饱和电流（见曲线Ⅱ段）。不同材料的二极管，反向电流大小不同，硅
管约为1微安到几十微安，锗管则可高达数百微安，另外，反向电流受温度变化的影响很大，
锗管的稳定性比硅管差。
⒊击穿特性
当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧，这种现象称为反向击穿。这时的反向电压
称为反向击穿电压，不同结构、工艺和材料制成的管子，其反向击穿电压值差异很大，可由1
伏到几百伏，甚达数千伏。
⒋频率特性
由于结电容的存在，当频率高到某一程度时，容抗小到使PN结短路。导致二极管失去单向导电
性，不能工作，PN结面积越大，结电容也越大，越不能在高频情况下工作。
二极管重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出
。
正向特性
在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连
接方式，称为正向偏置。必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导
通，流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值（这一数值称为“门坎电
压”，又称“死区电压”，锗管约为0.1V，硅管约为0.5V）以后，二极管才能真正导通。导通
后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V），称为二极管的“正向
压降”。
反向特性
在电子电路中，二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端，此时二极管中几乎没有电流
流过，此时二极管处于截止状态，这种连接方式，称为反向偏置。二极管处于反向偏置时，仍
然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电流。当二极管两端的反向电压到某一数值，
反向电流会急剧，二极管将失去单方向导电特性，这种状态称为二极管的击穿。
二极管主要应用
经过多年来科学家们不懈努力，半导体二极管发光的应用已逐步得到推广，目前发光二极管广
泛应用于各种电子产品的指示灯、光纤通信用光源、各种仪表的指示器以及照明。发光二极管
的很多特性是普通发光器件所无法比拟的，主要具有特点有：安全、率、环保、寿命长、
响应快、体积小、结构牢固。因此，发光二极管是一种符合绿色照明要求的光源 [3] 。目前
，发光二极管在很多领域得到普遍应用，下面介绍几点其主要应用：
（1）电子用品中的应用
发光二极管在电子用品中一般用作屏背光源或作显示、照明应用。从大型的液晶电视、电脑显
示屏到媒体播放器MP3、MP4以及手机等的显示屏都将发光二极管用作屏背光源 [3] 。
（2）汽车以及大型机械中的应用
发光二极管在汽车以及大型机械中得到广泛应用。汽车以及大型机械设备中的方向灯、车内照
明、机械设备仪表照明、大前灯、转向灯、刹车灯、尾灯等都运用了发光二极管。主要是因为
发光二极管的响应快、使用寿命长（一般发光二极管的寿命比汽车以及大型机械寿命长） [3]
。
（3）煤矿中的应用
由于发光二极管较普通发光器件具有效率高、能耗小、寿命长、光度强等特点，因此矿工灯以
及井下照明等设备使用了发光二极管。虽然还未完全普及，但在不久将得到普遍应用，发光二
极管将在煤矿应用中取代普通发光器件 [3] 。
（4）城市的装饰灯
在当今繁华的商业时代，霓虹灯是城市繁华的重要标志，但霓虹灯存在很多缺点，比如寿命不
够长等。因此，用发光二极管替代霓虹灯有着很多优势，因为发光二极管与霓虹灯相比除了寿
命长，还有节能、驱动和控制简易、无需维护等特点。发光二极管替代霓虹灯将是照明设备发
展的必然结果
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