順向偏壓與逆向偏壓的差異：空乏層、位障、電流、電容、用途比較
PN接面二極體的性質，會隨施加電壓的方向而大幅改變。順向偏壓是在p側加正、n側加負的電壓。接面的電位障壁降低，多數載子越過接面注入另一側，因此電流隨電壓呈指數增加。逆向偏壓是在p側加負、n側加正的電壓。障壁升高、空乏層變寬，只流過極小的逆向電流。順向偏壓用於整流與LED發光；逆向偏壓用於光的偵測、隨電壓改變的電容，以及利用崩潰取得固定電壓等。
| 項目 | 順向偏壓 | 逆向偏壓 |
|---|---|---|
| 電壓的施加方式 | p側（陽極）為正，n側（陰極）為負 | p側（陽極）為負，n側（陰極）為正 |
| 空乏層寬度 | 變窄。寬度與√(Vbi − V)成正比（Vbi為內建電位） | 變寬。寬度與√(Vbi + VR)成正比；VR遠大於內建電位時，電壓變為4倍，寬度約變為2倍 |
| 電位障壁高度 | 降低為q(Vbi − V) | 升高為q(Vbi + VR) |
| 電流與載子的運動 | 多數載子越過障壁注入另一側，以少數載子的形式擴散（擴散電流） | 空乏層內及其附近由熱產生的少數載子，被電場掃過所形成的極小電流 |
| 電流與電壓的關係 | I ≈ Is·exp(qV/nkT)。理想因子n = 1時，室溫下電壓每增加約60 mV，電流變為10倍。矽一般從約0.6～0.7 V開始流過較大的電流 | 幾乎與電壓無關的小電流（理想上為−Is，實際上還會加上空乏層內的產生電流）。溫度升高時會大幅增加 |
| 主要的電容 | 擴散電容。由注入的少數載子蓄積而產生，大致與電流成正比增加（Cd ≈ τI/(nkT/q)） | 接面電容（空乏層電容）。C = εA/W，逆向偏壓越大越小 |
| 數值範例（p側1×10¹⁹ cm⁻³、n側1×10¹⁶ cm⁻³的步階接面，室溫，以空乏近似估算） | 內建電位約0.89 V。空乏層寬度在0 V時約0.34 µm，順向偏壓0.5 V時約0.23 µm | 空乏層寬度在逆向偏壓5 V時約0.87 µm，20 V時約1.6 µm。5 V時的接面電容約為0 V時的0.39倍 |
| 崩潰 | 不會發生。大電流時由串聯電阻與發熱限制電流 | 超過某個電壓後，因累增崩潰或稽納崩潰而使電流急遽增加 |
| 主要用途 | 整流電路中導通的方向、LED與雷射二極體的發光、雙極性電晶體的基極-射極接面、溫度感測器 | 光二極體、變容二極體、稽納二極體（在崩潰區使用）、累增光二極體、利用接面隔離元件 |
數值為具代表性的大致參考值，會因世代或產品而異。