直流冷阴极二极管式，靶材处于常温，加负高压1-3kv，阳极接地。当接通高压，阴极发射电子，电子能量增加到1-3kev，轰击低真空中（3-10pA)的气体，使其电离，激发出的电子在电场中被加速，继续轰击气体，产生联级电离，形成等离子体。离子以1-3kev的能量轰击阴极靶，当其能量高于靶材原子的结合能时，靶材原子或者原子簇，脱离靶材，又经过与等离子体中的残余气体碰撞，因此方向各异，当落在样品表面时，可以在粗糙的样品表面形成厚度均一的金属薄膜，而且与样品的结合强度高。如果工作室中的气体持续流动，保持恒定压力，这时的离子流保持恒定。高压的功率决定了最大离子流，一般有最大离子流限制，用于保护高压电源。