La tension aux bornes de la jonction PN forme une certaine barrière de potentiel. Lorsqu'une tension de polarisation directe est appliquée, la barrière de potentiel chute et les porteurs majoritaires dans la région P et la région N se diffusent les uns vers les autres. Puisque la mobilité des électrons est bien supérieure à la mobilité des trous, un grand nombre d’électrons diffuseront vers la région P, formant une injection de porteurs minoritaires dans la région P. Ces électrons se recombinent avec les trous de la bande de valence, et l'énergie obtenue lors de la recombinaison est libérée sous forme d'énergie lumineuse. C'est le principe de la luminescence des jonctions PN.
