二極管的主要原理就是利用PN結的單向導電性，在PN結上加上引線和封裝就成了一個二極管。晶體二極管爲一個由P型半導體和N型半導體形成的PN結，在其界面處兩側形成空間電荷層，並建有自建電場。當不存在外加電壓時，由於PN結兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處於電平衡狀態。
當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓範圍內與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流。
