pn结是指由p型半导体与n型半导体相接而形成的结构。在结中，p型半导体的掺杂浓度高于n型半导体的掺杂浓度，两种半导体之间形成了一个p-n结界面，使得p区的空穴和n区的自由电子发生了扩散和漂移，形成电势垒和电场。
当p区加上正电压，n区加上负电压时，p-n结上的电势垒减小，使得空穴和自由电子更容易向对方区域移动，电流增大，这种情况称为正偏。而当p区加上负电压，n区加上正电压时，电势垒增大，使得空穴和自由电子难以穿越电势垒，电流变小，这种情况称为反偏。
当p区加上正电压时，p区的空穴被加速向n区运动，同时n区的自由电子被电势吸引向p区运动，两者都穿越电势垒，形成电流。此时，电势垒的高度降低，使得电流大大增加。同时，由于重复注入少量空穴和自由电子，因此p区和n区的浓度有所改变，形成了空间电荷区，电荷区域的进一步扩散导致电势垒的进一步缩小，电流进一步增大，直到p区和n区的浓度达到平衡为止。
当p区加上负电压时，p区的空穴被电场加速流向p区，而n区的自由电子则被电势垒阻挡，电流变小。同时，由于电势垒增加，使得电压更难以穿越，起到保护半导体元件的作用。同时，因为空穴和自由电子受到电势垒的影响，会聚集在p区和n区的边界，形成空间电荷区，这种空间电荷区会阻碍电流的流动，使得电流变小。
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