晶體是由p型半導體和n型半導體構成的n結，在界面的兩側形成空間電荷層，形成一個自建電場。當無外加電壓時，n結兩側載流子濃度差引起的擴散電流等于自建電場引起的漂移電流，處于電平衡狀態。

當外界存在正電壓偏置時，外加電場與自建電場的相互作用使載流子擴散電流中的正電流增大。

當外部電壓是相反的，外部電場和自建電場進一步加強，形成一個反向電流I0是獨立的反向偏置電壓值在一定的反向電壓范圍。

當外加反向電壓達到一定程度時，n結空間電荷層中的電場強度產生載流子在臨界值的倍增過程，產生大量電子空穴對，產生大量反向擊穿電流，稱為二極管擊穿現象。