Diodo de unión PN es uno de los elementos fundamentales de la electrónica. En este tipo de diodo…dopamos un lado de una pieza de semiconductor con una impureza del aceptador y otro lado con una impureza del donante. Un diodo de unión PN es un elemento electrónico de dos terminales, que puede clasificarse como escalonado o lineal.
En un diodo de unión PN escalonado, la concentración de dopantes tanto en el lado N como en el lado P son uniformes hasta la unión. Pero en una unión graduada linealmente, la concentración de dopantes varía casi linealmente con la distancia de la unión. Cuando no aplicamos ningún voltaje a través de la Diodo PNlos electrones libres se difundirán a través de la unión hacia el lado P y los agujeros se difundirán a través de la unión hacia el lado N y se combinarán entre sí.
Así, los átomos aceptores en el lado p cerca del borde de la unión y los átomos donantes en el lado n cerca del borde de la unión se convierten en iones negativos y positivos respectivamente. La existencia de iones negativos en el lado de tipo p a lo largo de la unión y de iones positivos en el lado de tipo n a lo largo del borde de la unión crea un campo eléctrico. El campo eléctrico se opone a una mayor difusión de los electrones libres del lado de tipo n y a los agujeros del lado de tipo p del diodo de unión PN. Llamamos a esta región a través de la unión donde existen las cargas descubiertas (iones), como región de agotamiento.
Si, aplicamos un voltaje de polarización hacia adelante a la diodo de unión p-n. Eso significa que si el lado positivo de la batería está conectado al lado p, entonces el ancho de las regiones de agotamiento disminuye y los portadores (agujeros y electrones libres) fluyen a través de la unión. Si aplicamos un voltaje de polarización inversa al diodo, el ancho de las regiones de agotamiento aumenta y los portadores (agujeros y electrones libres) pueden fluir a través de la unión.
Características del diodo de unión P-N
Consideremos una unión pn con una concentración de donantes ND y la concentración del aceptador NA. Supongamos también que todos los átomos donantes han donado electrones libres y se convierten en iones donantes positivos y que todos los átomos aceptantes han aceptado electrones y creado los agujeros correspondientes y se convierten en iones aceptantes negativos. Así que podemos decir que la concentración de electrones libres (n) y de iones donantes ND son las mismas y de manera similar, la concentración de agujeros (p) y los iones aceptores (NA) son los mismos. Aquí, hemos ignorado los agujeros y electrones libres creados en los semiconductores debido a impurezas y defectos involuntarios. 
A través de la unión pn, los electrones libres donados por los átomos donantes en el lado de tipo n se difunden al lado p-typer y se recombinan con agujeros. De manera similar, los agujeros creados por los átomos aceptores en el lado de tipo p se difunden al lado de tipo n y se recombinan con los electrones libres. Después de este proceso de recombinación, hay una falta o agotamiento de los portadores de carga (electrones libres y agujeros) a través de la unión. La región a través de la unión donde los portadores libres se agotan se llama región de agotamiento. Debido a la ausencia de portadores gratuitos (electrones y agujeros gratuitos), los iones donantes del lado de tipo n y los iones aceptores del lado de tipo p a través de la unión quedan al descubierto. Estos iones donantes positivos descubiertos hacia el lado de tipo n adyacente a la unión y los iones aceptores negativos descubiertos hacia el lado de tipo p adyacente a la unión causan una carga espacial a través de la unión pn. El potencial desarrollado a través de la unión debido a esta carga espacial se llama tensión de difusión. El voltaje de difusión a través de un diodo de unión de pn puede ser expresado como 
El potencial de difusión crea una barrera potencial para una mayor migración de electrones libres del lado de tipo n al lado de tipo p y agujeros del lado de tipo p al lado de tipo n. Eso significa que el potencial de difusión impide que los portadores de carga crucen la unión. Esta región es muy resistente debido al agotamiento de los portadores de carga libres en esta región. El ancho de la región de agotamiento depende del voltaje de polarización aplicado. La relación entre el ancho de la región de agotamiento y el voltaje de polarización puede ser representada por una ecuación llamada Ecuación de Poisson. 
Aquí está la permitividad del semiconductor y V es el voltaje de polarización. Así, en una aplicación de un voltaje de polarización hacia adelante el ancho de la región de agotamiento, es decir, la barrera de unión del pn, disminuye y finalmente desaparece. Por lo tanto, en ausencia de barrera potencial a través de la unión en la condición de polarización hacia adelante, los electrones libres entran en la región de tipo p y los agujeros entran en la región de tipo n, donde se recombinan y liberan un fotón en cada recombinación. Como resultado, habrá una corriente hacia adelante que fluye a través del diodo. La corriente a través de la unión PN se expresa como 
Aquí, el voltaje V se aplica a través de la unión pn y la corriente total I, fluye a través de la unión pn. Is es la corriente de saturación inversa, e = carga del electrón, k es la constante de Boltzmann y T es la temperatura en la escala de Kelvin.
El siguiente gráfico muestra la característica de corriente-tensión de un diodo de unión PN.
Cuando, V es positiva la unión está sesgada hacia adelante, y cuando V es negativa, la unión está sesgada hacia atrás. Cuando V es negativa y menos que VTHla corriente es mínima. Pero cuando V supera a VTHla corriente se vuelve repentinamente muy alta. El voltaje VTH se conoce como el umbral o corte de voltaje. Para el Silicio diodo VTH = 0.6 V. A un voltaje inverso correspondiente al punto P, hay un incremento abrupto de la corriente inversa. Esta parte de las características se conoce como región de ruptura.
