P-N-переход обладает односторонней проводимостью из-за различия в типах полупроводников, которые составляют переход.
P-тип полупроводника содержит примеси с акцепторными энергетическими уровнями, создающими дефицит электронов и таким образом обладающие "дырочной" проводимостью. Н-тип полупроводника содержит примеси с донорными энергетическими уровнями, создающими избыток электронов и обладающие электронной проводимостью.
При создании P-N-перехода, P-тип и N-тип полупроводники соприкасаются. В зоне соприкосновения, которая называется переходной областью, происходит диффузия носителей заряда. Электроны из N-типа диффундируют в P-тип, а дырки из P-типа диффундируют в N-тип.
При этом происходит рекомбинация электронов и дырок в переходной области, образуя заряженные ионизированные атомы. Это создает область с противоположными зарядами, которая называется пространственным зарядом. Пространственный заряд создает электрическое поле, которое создает энергетический барьер для дальнейшей диффузии носителей заряда через переход.
Таким образом, P-N-переход обладает односторонней проводимостью. Ток может легко протекать от P-типа к N-типу, так как дырки в P-типе и электроны в N-типе могут перемещаться через переход. Однако, ток существенно затруднен в обратном направлении, так как энергетический барьер и пространственный заряд препятствуют диффузии носителей заряда в обратном направлении.