1. 平衡状态

未加电压时，P区的空穴与N区的电子通过扩散形成空间电荷区（耗尽层），产生内建电场，阻止载流子进一步扩散，达到动态平衡。

2. 正向偏置

当外部电源的正极接二极管的阳极（P区），负极接阴极（N区）时，即正向偏置，外部电场与PN结的内建电场方向相反，削弱了内建电场，P区的空穴和N区的电子能够越过PN结形成较大的扩散电流，二极管处于导通状态，相当于阀门打开，硅管导通需约0.6-0.7V正向电压，锗管约0.2-0.3V。

3. 反向偏置

当外部电源正负极反接时，即反向偏置，外部电场与内建电场方向相同，增强了内建电场，将载流子从PN结附近拉走，形成耗尽层，二极管呈现高电阻状态，处于截止状态，电流几乎无法通过，仅存在微弱的反向饱和电流（漏电流），相当于阀门关闭。

当反向电压超过击穿电压时，载流子雪崩倍增导致反向击穿，可能损坏二极管。