PN結二極管通常用于制造電氣開關。詳情請看下圖。

　　在正向偏置狀態，即導通狀態，小的外加電壓可以產生大的電流；在反向偏置狀態，即關斷狀態，PN結中只存在很小的電流。

　　我們感興趣的開關電路參數是電路的開關速度。以下內容將定性討論二極管的開關瞬態和電荷的存儲效應。在沒有任何數學推導的情況下，簡單地給出了描述切換時間的表達式。

　　二極管的作用:

　　通過利用二極管正向和反向電流之間的巨大差異，可以將二極管用作開關。

　　當開關K轉到A時，二極管處于正向，電流很大，意味著連接電源和連接負載的外回路的開關閉合，回路處于導通狀態(開路狀態)；

　　當開關K轉到B時，二極管反向，反向電流很小，相當于外環的開關關斷，環路處于關斷狀態。

　　V1為施加的電源電壓，VJ為二極管的正向壓降，硅管VJ約為0.7V，鍺管VJ約為0.25V，RL為負載電阻。

　　在開路狀態下，流經負載的穩態電流為I1:

　　通常VJ比V1小得多，因此上述公式可以近似寫成:

　　在關斷狀態下，流經負載的電流是二極管的反向電流IR。

　　假設所施加脈沖的波形如圖(a)所示，流過二極管的電流如圖(b)所示。

　　在導通過程中，二極管的P區向N區輸送大量空穴，N區向P區輸送大量電子。隨著時間的延長，N區的空穴和P區的電子不斷增加，直至停止在穩態。在穩態下，流入N區的空穴數正好等于N區復合的空穴數，流入P區的電子數正好等于P區復合的電子數，達到動態平衡，流過P-N結的電流為常數I1。

　　隨著勢壘區邊界上空穴和電子密度的增加，pn結上的電壓逐漸上升，在穩態下為VJ。此時，二極管工作在導通狀態。

　　當加在外部電路上的正脈沖在某一時刻跳到負脈沖時:

　　正向時，每個區域積累的大量少數載流子會被反向偏置電壓拉回到原來的區域。開始時，流經pn結的反向電流非常大。一段時間后，原來積累的一些載流子通過復合被拉回到原來的區域，反向電流恢復到正常的反向漏電流值IR。

　　正向導通時少數載流子積累的現象稱為電荷存儲效應。二極管的反向恢復過程是由電荷存儲引起的。反向電流保持恒定的時間稱為存儲時間ts。ts后，pn結上的電流達到反向飽和電流IR，pn結達到平衡。流過pn結的反向電流從I2下降到0.1 I2所需的時間定義為下降時間tf。存儲時間和下降時間之和為(ts+tf)，稱為pn結關斷時間(即反向恢復時間)。

　　反向恢復時間限制了二極管的開關速度。

　　(1)如果脈沖持續時間遠大于二極管反向恢復時間，那么負脈沖可以完全關斷二極管，起到良好的開關作用；

　　(2)如果脈沖持續時間類似于甚至短于二極管的反向恢復時間，則由于反向恢復過程的影響，負脈沖不能關斷二極管。

　　因此，要保持良好的開關效果，脈沖持續時間不能太短，也就是說脈沖重復頻率不能太高，這就限制了開關速度。

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