PN結二極管經(jīng)常用來(lái)制作電開(kāi)關(guān)。在正偏狀態(tài)，即開(kāi)態(tài)，很小的外加電壓就能產(chǎn)生較大的電流；在反偏狀態(tài)，即關(guān)態(tài)，只有很小的電流存在于PN結內。
 
我們感興趣的開(kāi)關(guān)電路參數就是電路的開(kāi)關(guān)速度。下面的內容會(huì )定性地討論二極管的開(kāi)關(guān)瞬態(tài)以及電荷的存儲效應。在不經(jīng)任何數學(xué)推導的情況下，簡(jiǎn)單給出描述開(kāi)關(guān)時(shí)間的表達式。

二極管的作用

利用二極管正、反向電流相差懸殊這一特性，可以把二極管作開(kāi)關(guān)使用。

當開(kāi)關(guān)K打向A時(shí)，二極管處于正向，電流很大，相當于接有負載的外回路與電源相連的開(kāi)關(guān)閉合，回路處于接通狀態(tài)（開(kāi)態(tài)）；

當開(kāi)關(guān)K打向B時(shí)，二極管處于反向，反向電流很小，相當于外回路的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，回路處于斷開(kāi)狀態(tài)（關(guān)態(tài)）。

 
V1為外加電源電壓，VJ為二極管的正向壓降，對硅管VJ約為0.7V，鍺管VJ約為0.25V，RL為負載電阻。
    
在開(kāi)態(tài)時(shí)，流過(guò)負載的穩態(tài)電流為I1：


通常VJ遠小于V1，所以上式可近似寫(xiě)為：
 


在關(guān)態(tài)時(shí)，流過(guò)負載的電流就是二極管的反向電流IR。

假設外加脈沖的波形如圖(a)所示，則流過(guò)二極管的電流就如圖(b)所示。

接通過(guò)程中，二極管P區向N區輸運大量空穴，N區向P區輸運大量電子。隨著(zhù)時(shí)間的延長(cháng)，N區內空穴和P區內電子不斷增加，直到穩態(tài)時(shí)停止。在穩態(tài)時(shí)，流入N區的空穴正好與N區內復合掉的空穴數目相等，流入P區的電子也正好與P區內復合掉的電子數目相等，達到動(dòng)態(tài)平衡，流過(guò)P-N結的電流為一常數I1。
    
隨著(zhù)勢壘區邊界上的空穴和電子密度的增加，P-N結上的電壓逐步上升，在穩態(tài)即為VJ。此時(shí)，二極管就工作在導通狀態(tài)。
    
當某一時(shí)刻在外電路上加的正脈沖跳變?yōu)樨撁}沖時(shí)：

正向時(shí)積累在各區的大量少子要被反向偏置電壓拉回到原來(lái)的區域，開(kāi)始時(shí)的瞬間，流過(guò)P-N結的反向電流很大，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，原本積累的載流子一部分通過(guò)復合，一部分被拉回原來(lái)的區域，反向電流才恢復到正常情況下的反向漏電流值IR。
    
正向導通時(shí)少數載流子積累的現象稱(chēng)為電荷儲存效應。二極管的反向恢復過(guò)程就是由于電荷儲存所引起的。反向電流保持不變的這段時(shí)間就稱(chēng)為儲存時(shí)間ts。在ts之后，P-N結上的電流到達反向飽和電流IR，P-N結達到平衡。定義流過(guò)P-N結的反向電流由I2下降到0.1 I2時(shí)所需的時(shí)間為下降時(shí)間tf。儲存時(shí)間和下降時(shí)間之和為（ts+tf）稱(chēng)為P-N結的關(guān)斷時(shí)間（即為反向恢復時(shí)間）。
   
反向恢復時(shí)間限制了二極管的開(kāi)關(guān)速度：

如果脈沖持續時(shí)間比二極管反向恢復時(shí)間長(cháng)得多，這時(shí)負脈沖能使二極管徹底關(guān)斷，起到良好的開(kāi)關(guān)作用；
如果脈沖持續時(shí)間和二極管的反向恢復時(shí)間差不多甚至更短的話(huà)，這時(shí)由于反向恢復過(guò)程的影響，負脈沖不能使二極管關(guān)斷。
   
所以要保持良好的開(kāi)關(guān)作用，脈沖持續時(shí)間不能太短，也就意味著(zhù)脈沖的重復頻率不能太高，這就限制了開(kāi)關(guān)的速度。