TL; DR: la región n tiene una diferencia de potencial de voltaje natural frente a la región p, por lo que se opone al flujo de electrones (corriente -ve). Después de cierto punto, la creación de un campo eléctrico fuerte en la región de agotamiento supera este potencial en [math] V_ {rrm} [/ math] y comenzará a conducir en polarización inversa con gran disipación térmica. También habrá fugas asociadas en términos de una pequeña fracción de la corriente de entrada. 
En la práctica, una simple unión pn está hecha del mismo material, pero dopada con diferentes elementos químicos. Estos dopantes reemplazarán algunos átomos de una red cristalina. Los semiconductores se cultivan en una forma cristalina muy regular, para permitir un movimiento predecible de electrones.
Un átomo tendrá 1 electrón menos (región p), otro tendrá uno más (región n). los electrones están cargados negativamente, por lo que se sienten naturalmente atraídos hacia la región positiva. Para el silicio, se usaron boro (p) y fósforo (n) y todavía están en diseños de dispositivos más antiguos que son perfectamente reparables. La deficiencia general de electrones y agujeros en los dos materiales crea un sistema donante / aceptor. La región central carece de átomos extraños (ocurre naturalmente al unir los materiales) y se llama región de agotamiento debido a eso.
En una explicación muy simple (y algo incorrecta), el potencial eléctrico (variación de carga) es lo que causa el flujo de corriente. No conduce en polarización inversa, porque hasta cierto punto, la carga tiene que anular el efecto de los iones dopantes.
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Ese punto se llama voltaje de ruptura inversa, y como puede ver, después de que se alcanza ese voltaje, la corriente comienza a aumentar exponencialmente. Este proceso se llama ‘ruptura de avalancha’, porque se ha observado que los campos eléctricos altos hacen que los electrones choquen con los agujeros en la banda de conducción (el tipo p). Esto hace que la red vibre (fonones), lo que libera más energía, lo que obliga a colisionar exponencialmente más electrones. Si no se controla la disipación de calor , se destruye la unión.
Más riguroso:
Para lo siguiente, los electrones y los agujeros se pueden aproximar con una botella de agua: los electrones son el aire y el agua es el agujero. Los agujeros no existen como una partícula física, ni son exactamente lo contrario de los electrones.
Cuando reúne materiales de tipo p y n, altera la estructura de la banda prohibida. Una brecha de banda es una diferencia en los estados de energía que un portador puede tomar, y está relacionada con el modelo del átomo. Los estados de mayor energía están más cerca del núcleo. Lo que significa que un átomo más pequeño tiene más energía potencial (C> Si> Ge), porque hay menos banda de energía para que ocupen los electrones. Las últimas 2 bandas de energía se denominan banda de conducción y banda de valencia. Para que un electrón salte entre los dos estados de energía, necesita pasar un nivel de energía intermedio llamado ‘nivel de Fermi’. 
El diagrama anterior muestra la transición de banda de energía para un transistor NPN BJT. (probablemente de Física de la tecnología de semiconductores de SM Sze; obtenga cualquier libro de texto de este autor si desea obtener información sobre los semiconductores). Ignoremos la tercera parte del diagrama, porque un diodo regular no tiene esa región. Entonces tenemos un diodo de la región NP. Los electrones provienen de la parte más negativa del dispositivo (tierra, V-, etc.) Debido a que el número de electrones en la región N es >> el de la P, esto lleva a [matemáticas] I_ {en} >> I_ {ep} [/ math]
así que tenemos corrientes que fluyen en ambos sentidos de la unión … interesante.
Pero, ¿de dónde viene la [matemática] I_ {ep} [/ matemática]? De la corriente inyectada, por supuesto! [matemáticas] I_ {e} = I_ {ep} + I_ {es} [/ matemáticas]
Entonces, normalmente, [math] I_ {ep} [/ math] es una fuente de pérdida. ¿Por qué todavía sucede? bueno, la unión no es perfecta; y también hay una región de difusión que actúa como un condensador: no pasarás hasta que lo cargues, es por eso que las bandas aumentan lentamente.
Volviendo al desglose de avalanchas. ¿Qué sucede si haces que el tipo P sea más negativo que el tipo N? Al principio nada. El campo de electrones generado en la región de agotamiento simplemente no es lo suficientemente fuerte como para permitir que la carga se escape, más allá de alguna fuga. Si el campo de repente se vuelve más fuerte, haces que los agujeros se muevan hacia la región de agotamiento [matemáticas] I_ {ep}> I {en} [/ matemáticas].
Eso no parece posible, ¿verdad? Quiero decir que la región N está cargada negativamente, ¿verdad? Entonces, ¿cómo es que eso no se opone al flujo de electrones?
Pues lo hace. Los portadores de carga todavía fluyen en la dirección opuesta. La colisión es inevitable. Una colisión provocará una reacción en cadena, muy similar a un accidente de autopista. La colisión también genera [matemáticas] e ^ {-} h ^ {+} [/ matemáticas] que generan fotones o fonones. La luz y la vibración, como seguramente sabrá, están relacionadas con el intercambio de calor.
Entonces, más allá de la ruptura de la avalancha, el diodo conducirá, pero con grandes efectos térmicos. Un desglose solo es perjudicial si no se tienen en cuenta los efectos térmicos.
El efecto de ruptura de avalancha se explota en la célula solar y en algunos diodos inversores de potencia, muy bueno para proteger contra el exceso de EMF de componentes inductivos.
