Diodi rakennetaan liittämällä p- ja n-tyypin puolijohteet toisiinsa. Liitoskohdassa n-tyypin vapaat elektronit kulkeutuvat p-tyypin puolelle täyttäen sidoksissa olevia aukkoja. Liitoskohtaan syntyy näin tyhjennysalue, jossa ei ole vapaita varauksia. Kun elektronit ovat kulkeutuneet n-tyypin puolelta p-tyypin puolelle, n-tyypin puolelle jää elektronien vajaus ja p-tyypin puolelle tulee elektronien ylimäärä. P-tyypin puoli varautuu negatiivisesti. N-tyypin puolella on positiivinen varaus. P- ja n-tyypin puolien varautumisen vuoksi liitoskohtaan on syntynyt jännite.

Jotta diodin läpi kulkee sähkövirta, varauksilla on oltava riittävästi energiaa tyhjennysalueen ylittämiseen. Energian ne saavat ulkoisesta jännitelähteestä. Kun jännitelähteen miinusnapa kytketään diodin n-tyypin puolelle, vapaat elektronit siirtyvät poispäin jännitelähteestä kohti liitoskohtaa. Vastaavasti p-tyypin puolella elektroneja liikkuu kohti plusnapaa jättäen aukkoja lähelle liitoskohtaa. Varauksen siirtäjät, eli aukot ja vapaat elektronit, tulevat lähemmäs toisiaan mahdollistaen elektronien siirtymisen tyhjennysalueen yli.

Jos jännitelähteen napajännite on suurempi kuin tyhjennysalueen reunojen välille alun perin syntynyt jännite, elektroneilla on riittävästi energiaa, ja ne voivat siirtyä liitoskohdan yli. Diodin läpi kulkee sähkövirta, ja se on kytketty päästösuuntaan.

Kun jännitelähteen plusnapa liitetään n-tyypin puoleen, n-tyypin puolella vapaat elektronit siirtyvät kohti paristoa poispäin liitoskohdasta. Vastaavasti p-tyypin puolella elektroneja siirtyy poispäin miinusnavasta, ja aukkokohdat ajautuvat poispäin liitoskohdasta. Varauksen siirtäjät, eli aukot ja vapaat elektronit, ajautuvat kauas toisistaan, eikä diodin läpi kulje sähkövirtaa. Diodi on kytketty estosuuntaan.