Điốt tinh thể cho chất bán dẫn loại p và sự hình thành tiếp giáp pn của chất bán dẫn loại n, trong lớp điện tích không gian được hình thành trên cả hai mặt của bề mặt phân cách, và từ đó hình thành nên một điện trường. Khi không có điện áp bên ngoài, kết quả của sự tiếp giáp pn ở cả hai phía của dòng khuếch tán gradient nồng độ hạt tải điện và xây dựng một điện trường của dòng trôi ở trạng thái cân bằng điện là như nhau.
Khi bên ngoài khi có hiệu điện thế dương, điện trường bên ngoài và xây dựng tác dụng ức chế lẫn nhau của điện trường làm tăng sự khuếch tán của hạt tải điện đã gây ra dòng điện thuận.
Khi bên ngoài khi có điện áp phân cực ngược, cấu tạo điện trường bằng điện trường ngoài và tiếp tục tăng cường và tạo thành một dải điện áp ngược nhất định của giá trị điện áp phân cực ngược của dòng điện bão hòa ngược I0.
Khi điện áp ngược đến một mức độ nhất định, cường độ điện trường của tiếp giáp pn trong quá trình nhân hạt tải điện lớp không gian đạt giá trị tới hạn, tạo ra một số lượng lớn các cặp electron-lỗ trống, lớn đến mức dòng điện đánh thủng ngược được tạo ra, được gọi là hiện tượng đánh thủng diode.