基本構造と熱平衡状態

半導体のpn接合とバンド構造の模式図

PN接合ダイオードは、n型半導体とp型半導体が滑らかに繋がった（接合された）構造をしている。PN接合部ではお互いの電子と正孔が打ち消し合い、これら多数キャリアの不足した空乏層が形成される。この空乏層内は、n型側は正に帯電し、p型側は負に帯電している。このため内部に電界が発生し、空乏層の両端では電位差（拡散電位）が生じる。ただしそれと釣り合うように内部でキャリアが再結合しようとするので、この状態では両端の電圧は0である。