2.3 正偏PN结
如果在PN结外部施加正向电压，使得P区电压高于N区电压，则称为正向偏置，如图2.9 （a） 所示。当施加外部正向电压VF后，势垒变成Vbi -VF，如图2.9 （b） 所示。在P型区的空穴及N型区电子被迫朝向PN结移动。很明显，会减少耗尽层的宽度。应用到P型材料的正电荷排斥空穴，而应用到N型材料的负电荷排斥电子。当空穴和电子被迫向PN结移动时，就会减少电子和空穴之间的距离。因此，就会降低势垒。当不断增加VF时，耗尽层会最终变得很薄，内建的电场不再能够阻碍载流子穿过PN结的运动。穿过PN结进入到P型材料的电子，或者说穿过PN结进入到N型材料的空穴，它们将在近中性区扩散。因此，在近中性区的少子扩散的数量将决定流经二极管的电流。
图2.9 正偏PN结
只有多数载流子 （N型材料的电子和P型材料的空穴） 可以通过半导体一段可观的长度。出于这个原因，考虑流经PN结的电子。偏置电压强迫电子从N侧移动到P侧。伴随着正偏电压，耗尽区变得足够窄，电子可以穿过PN结，然后注入P型材料中。然而，它们并不能无限地连续流动通过P型材料。这是因为，电子会很积极地和空穴进行复合。在复合以前，电子穿过P型材料移动的平均长度称为扩散长度。典型的，这个长度为微米级。
尽管在复合前，电子进入P型材料只穿过很短的距离，但电流却连续不断。这是因为空穴 （多子） 开始以相反的方向流动来代替与少数载流子电子复合的那些空穴。在空间上，总的电流 （电子和空穴电流的总和） 是常数，这是因为任何变化都会引起一段时间内的电荷建立 （符合基尔霍夫电流定律）。空穴从P型区域流到N型区域类似于电子从N流到P （电子和空穴交换角色，所有电流和电压的符号相反）。
二极管的电流表示为：ID=IDF -IDR。由于二极管电流ID的增加，P区和N区的欧姆电阻会产生显著的串联压降。
如果进一步地增加正向电压，所增加的大部分ID将以串联压降的形式损失，因此，耗尽区的宽度随着正向电压的增加而减小。势垒不是按比例减少，但它可以变为零。
在这种情况下，两个区域之间的势垒高度降低，PN结的能带分布如图2.9 （c） 所示。Ec和Ev将以总电压VPB=Vbi-VF偏移。VF作用于能级，N区的费米能级 （EFn ） 高于P区的费米能级 （EFp），它们之间的差为eVF。