二极管是由PN结组成的，也就是p型半导体和n型半导体，所以PN结的特性导致了二极管的单向导通。在P型和N型半导体的界面附近，由于N区自由电子浓度高，带负电荷的自由电子会从N区扩散到电子浓度低的P区。扩散的结果是PN结中靠近P区的一侧带负电，靠近N区的另一侧带正电，形成从N区到P区的电场。Diangon.com是PN结中的电场。内部电场将阻碍多数载流子(也称为阻挡层)的继续扩散。

PN结加上正向电压

PN结的P区连接到电源的正极，N区连接到电源的负极。在直流电压的作用下，PN结中外电场和内电场方向相反，扩散运动和漂移运动的平衡被破坏，内电场减弱，空间电荷区变窄。多数载流子的扩散运动大大超过少数载流子的漂移运动，多数载流子容易越过PN结形成更大的正向电流。PN结呈现小电阻，所以处于导通状态。

PN结加上反向电压

将PN结的P区连接到电源的负极，将N区连接到电源的正极。此时外电场和内电场同向，内电场增强，使空间电荷区变宽，阻碍多数载流子的扩散运动。然而，增强的内部电场有利于少数载流子的漂移运动。因为少数载流子数量少，只形成很小的反向电流，PN结呈现很大的反向电阻，所以处于截止状态。

扩散电容

正向偏置时pn结的差分电容效应。pn结扩散电容是pn结两侧中性区不平衡少数载流子(简称不平衡少数载流子)电荷存储引起的电容效应；简单来说，PN结加直流电压时，由于P\N区电荷浓度差的变化，会有电荷的积累和释放。这个积累和释放的过程相当于一个电容的充放电，这是由二极管的特殊材料和结构决定的，所以扩散电容是不能消除的。

势垒电容

在PN结上加反向电压时，由于PN结的反向截止电流不能直接流过二极管，PN结的两个电极相对绝缘，正好构成了电容器的雏形：任何绝缘体中的两个金属导体都有电容效应，电容与两极距离成反比，与两极面积成正比。

用途

二极管单向导通的特性实际上应用非常广泛。生活中，单向传导的例子很多。比如进入地铁入口时的单向门，也相当于二极管的作用。它在正向导电，在反向不导电。如果坚持反方向通过，可能会因为用力过猛而“反击穿”闸门。