如下图所示，PN结终于呈现出让我们期望已久的单向导通（开关）特性。

当年谁也没有想到，简单的0/1开关，最终会创造出怎样一个神奇的世界来。不过在畅想无限未来之前，让我们回到这个最简单的PN结。

咱们用最直观和容易理解的方式，来看一看它的工作原理（后续再用量子力学的角度来扯一扯）：

1. 首先，咱们在PN区加正偏电压，如下图所示。

如上图所示，在PN区上加正电压，那么其“外加电场”方向就与“内建电场”方向相反：“内建电场”强度受“外加电场”的影响而减小，导致“空间电荷区”范围减小。所以驱使N区的多子（自由电子）和P区的多子（空穴）进入空间电场区，两者在空间电荷区不断进行“复合”，甚至N区的自由电子和P区的空穴扩散到对方区域，最终打通了P->N方向导通电流：一旦PN结打通后，正向电流随着正向电压指数级增加。

2. 当在PN区加反偏电压，如下图所示。

如上图所示，PN区的外“电场方向”与“内建电场”方向相同，而形成叠加效果，所以“内建电场”强度增加，导致空间电荷区范围增大。

感觉上面的描述有点奇怪？那咱们换个方式来理解：P区加负电，N区加正电，那么P区的“空穴”向P区电极端（左侧）移动，N区的“自由电子”向N区电极端（右侧）移动，导致中间的空间电荷区范围增加。

与此同时：P区的少子（自由电子）和N区的少子（空穴），受到N->P电场方向移动，形成PN结的反向电流（二极管反向电流Ir的来源）。

3. 那么，如果我们继续增加PN区的反向电压呢？

此时空间电荷区内电场强度不断增加，以至于将空间电荷区共价键电子大量强拉出变成自由电子，形成较大反向电流（人称:齐纳击穿，稳压二极管正常工作时的反向击穿，不至于烧坏二极管）。

4. 再继续增加PN区的反向电压呢？

此时被从共价键中强拉出来自由电子的能量也不断增加，超大能量的“自由电子”将轰击半导体中其它共价键中电子，产生更多的“自由电子”，这些“自由电子”接着再轰击其它共价键中电子，形成雪崩效应，造成超大反向电流（人送外号：雪崩击穿，TVS管的反向击穿工作模式）。

我们通过对PN结4种工作模式的描述，初步理解了PN结的几个基本特性。

但针对PN结本身，我们有几个基本概念性的问题：

1. PN结有一个内建电场（例如：0.7V），那PN结对外带电（自带0.7V电压）么？

答案是：如同杂质半导体不带电原理一样，虽然PN结由于多子（P区的空穴和N区的自由电子）的扩散形成了内建电场，但作为整体：正离子数量=自由电子数量；所以是不带电的。

2. PN结内电场强度很大么，如何能形成击穿？

答案是：非常大，按内建电势约0.7伏，落在约3微米的势垒区上，内建电场的平均值为约2*10⁵V/m。

正是由于有巨大的电场强度，才能将共价键中电子强拉出来变成自由电子，同时也使得PN结非常的牢固。

3. 那么内建电场大小为2*10⁵V/m算是什么级别的电场强度呢？

答案是：非常强。举个例子：若电场为2.5V/m，铜导线将融化；11V/m时，铜导线则会被气化。