给PN结加正向电压时，pn结变薄，可以有正向电流通过，此时电压降为0.65伏特左右（硅管）。给PN结加反向电压时，pn结变厚，仅有极微量的电流（漏电流）通过。此时为反向阻断状态，当反向电压加到足够大，pn结被击穿，pn结就变为一个纯导体了。
光伏电池也是如此。
耗尽层就是在PN结附近，其中的载流子因扩散而耗尽，只留下不能移动的正负离子的区域，又称空间电荷区。在 P 型半导体中有许多带正电荷的空穴和带负电荷的电离杂质。在电场的作用下，空穴是可以移动的，而电离杂质（离子）是固定不动的 。N 型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子。当P型和N型半导体接触时，在界面附近空穴从P型半导体向N型半导体扩散，电子从N型半导体向P型半导体扩散。空穴和电子相遇而复合，载流子消失。因此在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子，却有分布在空间的带电的固定离子，称为空间电荷区 。P 型半导体一边的空间电荷是负离子 ，N 型半导体一边的空间电荷是正离子。正负离子在界面附近产生电场，这电场阻止载流子进一步扩散 ，达到平衡。当PN结外加反向电压时，内外电场的方向相同，在外电场的作用下,载流子背离PN结运动，结果使空间电荷区变宽,,耗尽层会（变宽）变大。PN结外加正向电压时，扩散电流大于漂移电流，耗尽层将变窄。
