Wie schon erwähnt, bestehen Dioden aus zwei kleinen zusammengefügten Kristallen, von denen einer p- und der andere n-dotiert ist.
Im n-dotierten Kristall findet der Stromfluss über die Bewegung von Elektronen statt, wohingegen im p-dotierten Teil das Leiten des Stroms überwiegend durch die positiven Ladungen (auch als Löcher bezeichnet) stattfindet.
Elektronen und Löcher befinden sich im Kristallgitter zwischen zwei Atomkernen.
Durch die Fügung der beiden Kristalle entsteht ein Übergang, dieser wird logischerweise pn-Übergang genannt.
Hier gelangen Elektronen aus dem n-Bereich in den p-Bereich und füllen die Löcher. Dieser Vorgang findet vice verca statt. Der schmale Bereich, in dem dieser Vorgang stattfindet, wird Raumladungszone genannt.
Die Raumladungszone und das darin entstehende elektrische Feld breiten sich nicht in den kompletten Kristallen aus, da die Schicht wie ein Isolator wirkt und eine weitere Diffusion verhindert. Die Spannung wird Antidiffusionsspannung genannt und muss bei einem anliegenden Strom in Durchlassrichtung erst überwunden werden und wird dann Durchlassspannung genannt (Werte: Silizium 0.65V Germanium: 0,25V).
Das besondere liegt darin, dass die Grenzschicht durch die anliegende Spannung gesteuert werden kann.
Schließt man die Diode an einen Stromkreis an, n-Bereich an plus und p-Bereich an Minus, wird der isolierende Effekt verstärkt und die Raumladungszone verbreitert sich, damit auch der Innenwiderstand der Diode. Die Kapazität zwischen Anode und Kathode allerdings verringert sich.
Polt man nun die Spannung um, also n-Bereich an Minus und p-Bereich an plus, werden die einströmenden Elektronen im n-Bereich abgestoßen und haben keine andere Möglichkeit, als durch den p-Bereich zu wandern. Es fließt also Strom durch die Diode. Die Diode wird allerdings erst dann leitend, wenn die Durchlassspannung überschritten wird.