形半導体とN形半導体の間には電位差を生じていることになり、これを電位障壁と呼んでいる。また、接合面付近では、電子がホールを埋めているのでキャリアが存在しない領域がある。これを空乏層と呼んでいる。
このダイオードの両端に電極を設け、図4・6(b)のようにN形側に(+)、P形側に(-)の電圧を加えると、N形半導体中の電子は(+)電極の方へ引き寄せられてN形半導体の(+)電位は更に大きくなる。一方、P形半導体中へはホールを埋めようと電子が流れ込み(みかけ上はホールが(-)電極に引き寄せられる。)P形半導体の(-)電位は更に大きくなる。したがって電位障壁は大きくなり、また接合部付近のキャリアが不足して空乏層が拡がり、電流はほとんど流れない状態となる。
次に、図4・6(c)に示すようにP形側の電極に(+)、N形側の電極に(-)の電圧を加えると、N形半導体中の電子は接合面の方へ、P形半導体中の電子は(+)電極