pn结的伏安特性是指施加的电压和产生的电流之间的关系。在pn结两端施加直流电压时，其正向电流由多载流子扩散形成，当反向电压施加到PN结时，当直流电压加到PN结上时，平衡PN结上施加一个反向偏置电压，当直流电压加到PN结上时，一部分额外的直流电压落在PN结区。当直流电压加到PN结上时，一部分额外的直流电压落在PN结区，这与PN结中的电场方向相反，从而削弱了内部电场。
当对PN结施加反向电压时，在PN结上形成一个从N到P方向的外电场，电场的方向与PN结中的电场方向相同，这增强了内电场的作用。在PN结上加直流电压时，导通的是多数载流子，反向电压形成的反向电流很小且不导通，它是由少数载流子形成的。结果，内部电场对电子扩散运动的阻力减弱，扩散电流增加。根据有关资料表明，PN结的P型半导体和N型半导体在原子尺度上紧密连接，直流电压形成的正向电流是由于多载流子扩散，这是由浓度差引起的，自由电子和空穴复合。
空间电荷区的缩小还需要考虑外部电源会提供电子:因为PN结中没有外部电源时，内部电场平衡、扩散运动和漂移运动是平衡的，但当有外部电源时，平衡被打破，扩散运动远大于漂移运动，大量自由电子和空穴涌入，打破了平衡。PN结呈现低电阻，由于这种电流是由许多载流子形成的，其值相对较大，此时PN结的内阻相对较小，这类似于一个开关的闭合。
