当二极管处于稳态时，EF在整个PN结上是平坦的，PC817B并且在二极管上没有净电流流过。因此通过大部分P型和N型材料（图中的阴影区域一衬底材料）的导带和价带也是平坦的。但是，由于材料在合金结的附近会出现电荷载流子耗尽，这里载流子浓度很低，从而导致EF接近带隙的中间位置，表现出与本征半导体（即未掺人任何杂质）类似的性质，这种影响的结果就是能带弯曲，如图2.5(b)所示。弯曲代表电荷载流子必须克服能量势垒，才能扩散通过PN结，这个势垒通常表示为势垒电势。

           
    在二极管上施加电压将改变势垒电势，并使得器件脱离稳态。如图2.6(a)中所示，P型区施加正电压VD，从而降低了势垒，载流子浓度在势垒阈值之上表现出指数增长关系，允许载流子扩散到掺杂相反的另一边，从而引入了额外电流。另外，当在二极管上施加反向电压VR，其情况如图2.6(b)所示，势垒增加，阻止了扩散，从而减小电流。器件导通的总体结果如图2.6(c)所示，①随着正向偏置电压v。的增加，流人PN结P型区（阳极）的电流i。呈指数关系增加；②偏置电压为O时，电流为O；③在反向偏置电压下（VD小于O），电流接近于O：Is为二极管的反向饱和电流，对特定材料来说是恒定的，一般在fA(10 -is A)的量级；V。为热电压，在室温下大约为25.6mV。值得注意的是，高温环境会使扩散现象增强（通过扩散系数和迁移率），电流增加（即将增加），也就等效为，对于给定的电流密度，二极管电压VD随着温度的升高而减小——一二极管在高温环境下更加“强壮”（电流更大），即VD具有负的温度系数。