二极管内部的
PN结是两种不同的
半导体材料的接触，其中P型材料中有许多带正电荷的空穴和
负离子。在电场的作用下，空穴可以移动，而负离子固定不动。N 型材料中有许多可动的负电子和固定的正离子。当两种材料接触时，接触面附近正空穴与负电子相遇而中合，因此在接触面两侧有一段距离中缺少可移动的电荷，却有带电的固定离子，这称为空间电荷区，它形成的电场阻止了离接触面更远处的正空穴与负电子进一步靠近。
当PN结
上外加正向电压时，空穴和电子在外加电压的驱动下都向接触面运动，使空间电荷区变窄，当一部分空穴和电子能够穿越空间电荷区的阻挡时，PN结进入导通状态，此时PN结上的压降（即空间电荷区的阻挡
电场强度）即表现为临界导通电压。
当外加正向电压升高时，空穴和电子的动能加大，穿越空间电荷区的能力加强，复合的速度提高，表现为正向电流增大。但空间电荷区的阻挡电场强度并不会改变，因为这个阻挡电场强度是由两种材料在接触面附近的固定的正负离子形成的，就是说是由在材料中掺杂的杂质数量决定的。由于普通金属中没有能固定不动的正负离子，因而两种不同的普通金属的接触也不会形成PN结。
因此，这个由掺杂的杂质形成的固定正负离子形成的阻挡电场只与半导体材料相关，这就是PN结正向导通电压，也就是正向压降。