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。 在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端，負極接在低電位端，二極管就會導通，這種連接方式，稱為正向偏置。

PN結正偏時，外部電場的方向是從P區指向N區，顯然與內電場的方向相反，這時外電場驅使P區的空穴進入空間電荷區抵消一部分負空間電荷，同時N區的自由電子進入空間電荷區抵消一部分正空間電荷，結果使空間電荷區變窄，內電場被削弱。內電場的削弱使多數載流子的擴散運動得以增強，形成較大的擴散電流（擴散電流由多子的定向移動形成，通常簡稱為電流）。在一定范圍內，外電場愈強，正向電流愈大，PN結對正向電流呈低電阻狀態，這種情況在電子技術中稱為PN結的正向導通。半導體在無外加電壓的情況下，擴散運動和漂移運動處于動態平衡，動態平衡狀態下通過PN結的電流為零。這時，如果在PN結兩端加上電壓，擴散與漂移運動的平衡就會被破壞，PN結將顯示出其單向導電的性能。

與正向偏置相比，交換電源的正、負極位置，即P區接電源負極，N區接電源正極，就構成了PN結的反向偏置。

在一些二極管的重要應用中，器件常常要在高阻和低阻兩種狀態之間高速交替變化。在這些應用中，電路中的某些電壓波形呈現脈沖形式，即在高電平（通常為5v）和低電平（通常為0V）之間變化的方波，這些高低電壓信號的轉換頻率是很高的，使得二極管在“開”與“關”兩種狀態之間高速轉換。一個電阻和一個硅二極管相連時，當電源電壓從0V和5v交替變化時，電阻兩端的電流也在交替變化。當e （z）=5v時，二極管處于正向偏置狀態，處于導通狀態，釘電流流過電阻，電阻兩端電壓等于5-0.7=4.3v。當e（j）=0V時．二極管處于高阻狀態，也就是截止狀態；因為沒有電流流過電阻，電阻兩端電壓等于零。這種模式非常類似于整流器的作用．這就是數字電路中的兩種極端狀態——高電平和低電平。換句話說，就是設想所合電壓值都是這兩種狀態中的一個。因為二極管在這些電路中的作用就是在不同電壓水平下導通或截止，因而這一應用也稱為開關電路 ［1］ 。典型的二極管開關電路包括兩個或多個二極管，每—個二極管與一個獨立的電壓源相連。要正確理解開關電路的操作過程，就首先要確定每一個二極管是由哪一個電壓源決定的，哪個處于導通狀態，哪個處于截止狀態。正確辨別處于哪種狀態的關鍵是：如果二極管的陽極相較于陰極電位是正的，它就處于正向偏置狀態，也就是說當二極管的陽極電位（相對于地）比陰極（相對于地）電位高，它就處于正向偏置狀態。當然，也可以說成二極管的陰極電位（相對于地）比陽極（相對于地）電位低。相反，如果想讓二極管處于反向偏置狀態，就讓二極管的陽極相較于陰極電位是負的，也相當于二極管的陰極相較于陽極是正的。

PN結反向偏置時，外加電場與空間電荷區的內電場方向一致，同樣會導致擴散與漂移運動平衡狀態的破壞。外加電場驅使空間電荷區兩側的空穴和自由電子移走，使空間電荷區變寬，內電場增強，造成多數載流子擴散運動難于進行，同時加強了少數載流子的漂移運動，形成由N區流向P區的反向電流。但由于常溫下少數載流子恒定且數量不多，故反向電流極小。電流小說明PN結的反向電阻很高，通常可以認為反向偏置的PN結不導電，基本上處于截止狀態，這種情況在電子技術中稱為PN結的反向阻斷當外加的反向電壓在一定范圍內變化時，反向電流幾乎不隨外加電壓的變化而變化。這是因為反向電流是由少子漂移形成的，在熱激發下，少子數量增多，PN結反向電流增大。換句話說，只要溫度不發生變化，少數載流子的濃度就不變，即使反向電壓在允許的范圍內增加再多，也無法使少子的數量增加，反向電流趨于恒定，因此反向電流又稱為反向飽和電流。值得注意的是，反向電流是造成電路噪聲的主要原因之一，因此，在設計電路時，必須考慮溫度補償問題。