Werden ein n-dotierter Halbleiter und ein p-dotierter Halbleiter in Kontakt gebracht, dann beginnen Elektronen des n-Halbleiters, die im n-Halbleiter kein Bindungsloch gefunden haben, mit freien Löchern des p-Halbleiters zu rekombinieren. Das tun sie spontan, da ein Elektron/Loch-Paar weniger Energie besitzt, als ein freies Elektron und ein unbesetztes Loch zusammen. Es entsteht ein p-n-Übergang.
Die Folge solcher spontanen Elektron/Loch-Rekombinationen ist, dass Elektronen vom n-Halbleiter in den p-Halbleiter fließen. Dadurch bildet sich im p-Halbleiter ein Elektronenüberschuss und im n-Halbleiter ein Elektronenmangel. Es entsteht ein elektrisches Feld mit Minuspol im p-Halbleiter und Pluspol im n-Halbleiter. Nach kurzer Zeit ist das elektrische Feld so stark geworden, dass keine weiteren Elektronen vom n-Halbleiter in den p-Halbleiter fließen können, da sie vom n-Halbleiter abgestoßen und vom p-Halbleiter angezogen werden.
Schließt man den Pluspol des Netzgeräts an den n-Halbleiter an, dann werden freie Elektronen vom Pluspol angezogen und die Anzahl verfügbarer freier Elektronen in der Diode verringert sich (Sperrrichtung).
Schließt man den Minuspol an den n-Halbleiter an, dann werden die freien Elektronen des n-Halbleiters in Richtung p-Halbleiter abgestoßen, weswegen weitere Elektronen aus dem Netzgerät in den n-Halbleiter fließen können. Damit vergrößert sich die Anzahl freier Elektronen in der Diode (Durchlassrichtung).
E03.01: Schließen Sie die Diode und eine Glühbirne in Reihe geschaltet an die Gleichspannungquelle (U < 3 V) an. Untersuchen Sie, wie die Polung des Netzgeräts gerichtet sein muss, damit die Glühbirne leuchtet. Vergleichen Sie Ihre Beobachtung mit der Theorie.
E03.02: Entfernen Sie die Glühbirne aus dem Stromkreis. Nehmen Sie die U-I-Kennlinie der Diode in Sperr- und in Durchlassrichtung im Bereich zwischen 0 und 3 V auf.