Usamos materiales semiconductores (Si, Ge) para formar una variedad de dispositivos electrónicos. El dispositivo más básico es diodo. El diodo es un dispositivo de unión de dos terminales PN. La unión PN se forma al poner en contacto un material de tipo P con un material de tipo N. Cuando un material de tipo P se pone en contacto con un material de tipo N, los electrones y los agujeros empiezan a recombinarse cerca de la unión. Esto da como resultado la falta de carga los portadores en la unión y por lo tanto la unión se llama región de agotamiento. Cuando aplicamos voltaje a través de los terminales de la unión PN, lo llamamos diodo. La imagen de abajo muestra el símbolo del diodo de unión PN.
Diodo es un dispositivo unidireccional que permite el flujo de actual en una sola dirección, dependiendo del sesgo.
Característica de sesgo hacia adelante del diodo
Cuando, el terminal P es más positivo en comparación con el terminal N, es decir, el terminal P conectado al terminal positivo de batería y el terminal N conectado al terminal negativo de la batería, se dice que está sesgado hacia adelante.
El terminal positivo de la batería repele la mayoría de los portadores, agujeros, en la región P y el terminal negativo repele los electrones en la región N y los empuja hacia la unión. Esto resulta en un aumento de la concentración de carga los portadores cerca de la unión, se produce la recombinación y el ancho de la región de agotamiento disminuye. A medida que el sesgo hacia adelante voltaje se eleva la región de agotamiento sigue reduciéndose en anchura, y cada vez más portadores se recombinan. Esto resulta en un aumento exponencial de la corriente.
Característica del sesgo inverso del diodo
En el sesgo inverso, el terminal P- está conectado al terminal negativo del batería y del terminal N al terminal positivo de la batería. Así, el voltaje aplicado hace que el lado N sea más positivo que el lado P. 
El terminal negativo de la batería atrae a la mayoría de los portadores, agujeros, en la región P y el terminal positivo atrae a los electrones en la región N y los aleja de la unión. Esto resulta en una disminución de la concentración de portadores de carga cerca de la unión y el ancho de la región de agotamiento aumenta. Una pequeña cantidad de actual flujo debido a portadores minoritarios, llamado como corriente de polarización inversa o corriente de fuga. Como sesgo inverso voltaje se eleva la región de agotamiento sigue aumentando en anchura y no hay corrientes. Se puede concluir que diodo actúa sólo cuando está predispuesto hacia adelante. El funcionamiento del diodo puede resumirse en forma de I-V características de los diodos gráfico.
Para el diodo de polarización inversa, 
Donde, V = voltaje de suministro
ID = corriente de diodos
IS = corriente de saturación inversa
Por el sesgo hacia adelante, 
¿Dónde, VT = equivalente en voltios de la temperatura = KT/Q = T/11600
Q = carga electrónica = 
K = constante de Boltzmanns = 
N = 1, para Ge
= 2, por Si
Como el sesgo inverso voltaje se eleva más, el ancho de la región de agotamiento aumenta y llega un punto en el que la unión se rompe. Esto resulta en un gran flujo de corriente. La ruptura es la rodilla de características de los diodos curva. La ruptura de la unión tiene lugar debido a dos fenómenos.
Desglose de Avalanchas (para V > 5V)
Bajo un voltaje de polarización inversa muy alto, la energía cinética de los portadores minoritarios se hace tan grande que noquea los electrones de los enlaces covalentes, lo que a su vez noquea más electrones y este ciclo continúa hasta y a menos que se rompa el enlace. Esto se conoce como Desglose de la avalanchaun fenómeno que es fundamental para diodos de avalancha.
Efecto Zener (para V < 5V)
Bajo voltaje de polarización inversa la barrera de unión tiende a aumentar con el aumento del voltaje de polarización. Esto da como resultado un campo eléctrico estático muy alto en la unión. Este campo eléctrico estático rompe el enlace covalente y libera a los portadores minoritarios, lo que contribuye a la corriente inversa. La corriente aumenta abruptamente y la unión se rompe. Esto se conoce como Descomposición de Zenery es un fenómeno que es fundamental para Diodos Zener.
