PN结在未加外加电压时,扩散运动与漂移运动处于动态平衡,通过PN结的电流为零.
当电源正极接P区,负极接N区时,称为给PN结加正向电压或正向偏置,由于PN结是高阻区,而P区和N区的电阻很小,所以正向电压几乎全部加在PN结两端.在PN结上产生一个外电场,其方向与内电场相反,在它的推动下,N区的电子要向左边扩散,并与原来空间电荷区的正离子中和,使空间电荷区变窄.同样,P区的空穴也要向右边扩散,并与原来空间电荷区的负离子中和,使空间电荷区变窄.结果使内电场减弱,破坏了PN结原有的动态平衡.于是扩散运动超过了漂移运动,扩散又继续进行.与此同时,电源不断向P区补充正电荷,向N区补充负电荷,结果在电路中形成了较大的正向电流IF.而且IF随着正向电压的增大而增大.
当电源正极接N区、负极接P区时,称为给PN结加反向电压或反向偏置.反向电压产生的外加电场的方向与内电场的方向相同,使PN结内电场加强,它把P区的多子（空穴）和N区的多子（自由电子）从PN结附近拉走,使PN结进一步加宽,PN结的电阻增大,打破了PN结原来的平衡,在电场作用下的漂移运动大于扩散运动.这时通过PN结的电流,主要是少子形成的漂移电流,称为反向电流 IR.由于在常温下,少数载流子的数量不多,故反向电流很小,而且当外加电压在一定范围内变化时,它几乎不随外加电压的变化而变化,因此反向电流又称为反向饱和电流.当反向电流可以忽略时,就可认为PN结处于截止状态.值得注意的是,由于本征激发随温度的升高而加剧,导致电子-空穴对增多,因而反向电流将随温度的升高而成倍增长.反向电流是造成电路噪声的主要原因之一,因此,在设计电路时,必须考虑温度补偿问题.
综上所述,PN结正偏时,正向电流较大,相当于PN结导通,反偏时,反向电流很小,相当于PN结截止.这就是PN结的单向导电性.
