采用一定的工艺，在一块单晶体的两边掺入不同的杂质，使单晶体的两边分别形成P 型半导体和N 型半导体，其结合部就是PN 结。
在这个单晶体中，将P 型半导体的一边称为P 区，将N 型半导体的一边称为N 区，P 区的空穴浓度高，自由电子浓度低。N 区的自由电子浓度高，空穴浓度低。由于单晶体两边的载流子浓度不同，载流子会由浓度高的一边向浓度低的一边扩散，即P 区的空穴向N 区扩散，N 区的自由电子向P 区扩散，如图6-2（a）所示。扩散后，单晶体结合部P 区一边将留下一些负离子，N 区一边将留下一些正离子，它们形成的电场称为空间电荷区、即PN 结。PN 结中的电场称为内电场，其方向由N 区指向P 区，如图6-2（b）所示。内电场有两方面作用，一方面是对多数载流子（P 区的空穴和N 区的自由电子）的扩散运动起阻碍作用，即内电场起阻挡作用，因此空间电荷区又称为阻挡层；另一方面却推动少数载流子（P 区的自由电子和N 区的空穴）越过空间电荷区，少数载流子在电场力作用下有规则地越过空间电荷区的运动称为漂移运动。PN 结在没有外加电压的情况下，内电场的作用使多数载流子（P 区的空穴和N 区的自由电子）的扩散和少数载流子（P 区的自由电子和N 区的空穴）漂移处于动态平衡，空间电荷区即阻挡层维持在一定宽度上。
如果在PN 结上加上正向电压（也称为正向偏置），即外电源的正、负极分别与P、N 区连接，如图6-3（a）所示。那么，内电场被方向相反的外电场削弱，阻挡层变窄，使多数载流子的扩散运动加强，形成较大的扩散电流。这个扩散电流在外电源不断提供电荷的情况下持续地从P 区流向N 区，我们称之为正向电流。此时，PN 结处于正向导通状态。
图6-2 PN 结的形成(www.xing528.com)
如果在PN 结上加上反向电压（也称为反向偏置），即外电源的负、正极分别与P、N 区连接，如图6-3（b）所示。那么，内电场被方向相同的外电场加强，阻挡层变宽，使多数载流子的扩散运动受到极大的阻碍，同时却使少数载流子的漂移运动得到加强，形成一定的漂移电流。这个漂移电流持续地从N 区流向P 区，我们称之为反向电流。由于反向电流是由少数载流子的漂移运动产生的，其数值不大。此时，PN 结处于反向截止状态。温度越高时，载流子的数目越多，反向电流也越大。
可见，PN 结正向偏置时导通，PN 结反向偏置时截止，PN 结具有单向导电性。
图6-3 PN 结的单向导电性
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