二極管是一種具有單向導電性的電子元件。它由一個 P 型半導體和一個 N 型半導體組成，兩者之間形成了 PN 結。在這個結中，P 型半導體被摻入了雜質，使其富含空穴；N 型半導體則被摻入了另一種雜質，使其富含自由電子。

當二極管處于正向偏置狀態時，即 P 端連接正電壓、N 端連接負電壓時，PN 結內部的空穴和自由電子會不斷地向對方擴散，并且發生復合作用。這個過程會釋放出能量，在 PN 結中形成一股弱的電流。

而當二極管處于反向偏置狀態時，則恰好相反：P 端連接負電壓、N 端連接正電壓。這時 PN 結內部的空穴和自由電子會被強行阻止擴散，并沿著各自的區域積聚起來。因為二極管本身具有較高的內阻，所以只有非常微小的倒向漏電流通過。

三維動畫可以幫助我們更直觀地理解二極管工作原理。在這個動畫中，我們可以看到一個二極管的結構和電路連接。當我們點擊“正向偏置”按鈕時，電路會加上正向直流電壓，并在 PN 結內部形成一股弱電流。同時，我們可以看到空穴和自由電子在 PN 結中擴散、復合的過程。

接下來，如果我們點擊“反向偏置”按鈕，就會發現 PN 結內部的空穴和自由電子被阻止擴散，并積聚起來。此時倒向漏電流非常微小。

通過這個三維動畫，可以更生動地展示二極管工作原理。不僅如此，在學習其他半導體器件時，類似的三維動畫也能夠幫助我們更好地理解其內部結構和工作原理。

關鍵詞： 自由電子、三維動畫、二極管、