正文如果将一块P型半导体块与下图（a）中的N型半导体块接触，则结果将没有价值。我们有两个相互接触的导电块，没有表现出独特的性能。问题是两个单独且不同的晶体。两个晶体块中的电子的数量与质子的数量相同。因此，两个块都没有任何净电荷。 但是，在下图（b）中，一端为P型材料而另一端为N型材料制成的单个半导体晶体具有一些独特的性能。 P型材料具有正多数电荷载流子，空穴，它们可自由围绕晶格移动。 N型材料具有可移动的负多数载流子电子。在结附近，N型材料电子扩散穿过结，并与P型材料中的空穴结合。由于吸引了电子，结附近的P型材料区域带净负电荷。由于电子离开了N型区域，因此它具有局部正电荷。这些电荷之间的晶格薄层已经耗尽了多数载流子，因此被称为耗尽区。成为非导电本征半导体材料。实际上，我们几乎有一个绝缘体将导电的P和N掺杂区分开。
 （a）接触的P和N半导体块没有可利用的特性。 （b）掺有P和N型杂质的单晶形成势垒。 PN结处的电荷分离构成了势垒。 必须通过外部电压源克服该势垒，以使结导通。 结和势垒的形成发生在制造过程中。 势垒的大小取决于制造中使用的材料。 硅PN结具有比锗结更高的势垒。 PN结偏置在下图（a）中，电池的排列方式是使负极端子将电子提供给N型材料。 这些电子向结扩散。 正极端子将电子从P型半导体中移除，从而产生向结扩散的空穴。 如果电池电压足够大以克服结电势（Si中为0.6V），则N型电子和P型空穴会相互抵消。 这释放了晶格内的空间，使更多的载流子流向结。 因此，N型和P型多数载流子的电流流向结。 结点的重组使电池电流流过PN结二极管。 这种结点被称为前向偏置的。 
如果电池极性如上图（b）所示相反，则多数载流子会从结点吸引到电池端子。 电池正极端子从结处吸引N型多数载流子电子。 负极端子从连接处吸引P型多数载流子，空穴。 这增加了非导电耗尽区的厚度。 没有多数载体的重组； 因此，没有传导。 电池极性的这种排列称为反向偏置。 二极管二极管的示意图符号在下面的图（b）中对应于（a）中的掺杂半导体条。 二极管是单向器件。 电流仅沿一个方向流动，沿着箭头，对应于正向偏置。 二极管符号的阴极bar对应于N型半导体。 阳极箭头对应于P型半导体。 为了记住这种关系，符号上的未指向（条形）对应于N型半导体。 指向（箭头）对应于P型。
 （a）正向偏置PN结，（b）相应的二极管示意图符号（c）硅二极管的I与V特性曲线。 如果二极管如上图（a）所示被正向偏置，则电流会随着电压从0 V的增加而略有增加。对于硅二极管，当上图中的电压接近0.6 V时，可测量的电流会流过）。当电压增加到超过0.6 V时，拐点后电流会大大增加。将电压增加到超过0.7 V可能会导致足够高的电流以破坏二极管。正向电压VF是半导体的特性：硅为0.6至0.7 V，锗为0.2 V，发光二极管（LED）为几伏。正向电流范围从点接触二极管的几mA到小信号二极管的100 mA到功率二极管的数十或数千安培不等。 如果二极管反向偏置，则仅本征半导体的泄漏电流流动。在上图（c）中将其绘制在原点的左侧。对于硅小信号二极管的最极端条件，该电流仅会高达1 µA。直到二极管击穿，该电流才不会随着反向偏置的增加而明显增加。击穿时，电流会大大增加，除非高串联电阻限制电流，否则二极管将被破坏。通常，我们选择反向额定电压高于任何施加电压的二极管来防止这种情况。硅二极管通常具有50、100、200、400、800 V和更高的反向击穿额定值。可以制造几伏的较低额定值的二极管作为电压标准。 前面我们曾提到，硅二极管的反向泄漏电流低于µA，这是由于本征半导体的导电引起的。 这是可以用理论解释的泄漏。 热能产生很少的电子-空穴对，它们传导泄漏电流直到复合。 在实际中，这种可预测的电流只是泄漏电流的一部分。 大部分泄漏电流归因于表面传导，这与缺乏半导体表面的清洁度有关。 两种泄漏电流都随着温度的升高而增加，对于小型硅二极管，其泄漏电流接近µA。 对于锗，泄漏电流要高几个数量级。 由于锗半导体目前很少使用，因此在实践中这不是问题。 回顾PN结是由单晶半导体制成的，在结附近有一个P型和N型区域。
电子从结的N侧传输到在结的P侧抵消空穴，产生势垒电压。 在硅中为0.6至0.7 V，并且随其他半导体而变化。
一旦克服了势垒电压，正向偏置的PN结就会传导电流。 外部施加的电势迫使多数载流子流向发生重组的结，从而允许电流流动。
反向偏置的PN结几乎不传导电流。 施加的反向偏置将多数载流子从结吸引开。 这增加了非导电耗尽区的厚度。
反向偏置的PN结显示出与温度有关的反向泄漏电流。 在小型硅二极管中，该电流小于µA。
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