Princip činnosti přechodu P-N

Vznik hradlové vrstvy
V příměsovém polovodiči typu N je přebytek volných elektronů, v polovodiči typu P je přebytek kladných děr. Při spojení těchto polovodičů zaniknou rekombinací elektronu s kladnou dírou na rozhraní volné nosiče nábojů v oblasti určité šířky. Zbylé nepohyblivé ionty zapříčiní vznik elektrického pole na přechodové vrstvě. Směr elektrického pole je přitom takový, že brání zbylým volným nosičům nábojů pronikat přes rozhraní.

Zapojení v propustném směru
Jestliže se kladný pól zdroje připojí k polovodiči typu P a záporný pól k polovodiči typu N, dojde k zeslabení elektrického pole na přechodu P-N, případně k jeho úplnému zrušení, takže nosiče nábojů mohou přes rozhraní volně procházet. Přechod P-N propouští elektrický proud.

Zapojení v závěrném směru
Jestliže se kladný pól zdroje připojí k polovodiči typu N a záporný pól k polovodiči typu P, dojde k zesílení elektrického pole na přechodu P-N, takže přechod nosičů nábojů přes rozhraní se ztíží. Přechod P-N nepropouští elektrický proud.

Minoritní nosiče nábojů
Kromě majoritních nosičů nábojů podle typu příměsového polovodiče existují v polovodičích i minoritní nosiče, které vznikají uvolňováním elektronů díky tepelnému pohybu. Tyto nosiče mohou přes rozhraní procházet nezávisle na připojeném vnějším elektrickém poli a v závěrném směru způsobují zbytkový (zanedbatelný) elektrický proud. Počet minoritních nosičů závisí na teplotě polovodiče.