Bajo polarización inversa, el voltaje V aplicado externamente tira de los orificios en el lado p y los electrones en el lado n lejos de la unión. El ancho de la capa de agotamiento y la altura de la barrera aumentan en consecuencia.
El aumento de la energía de barrera se mide en eV. Este aumento de la altura de la barrera reduce la corriente a un valor insignificante, ya que muy pocos transportistas mayoritarios ahora pueden cruzar la unión al superar la barrera mejorada.
En el otro lado, el número de portadores minoritarios que se mueven hacia abajo de la barrera potencial no se ve afectado ya que este número depende (principalmente) de la temperatura. Como resultado de este mecanismo, fluye una corriente pequeña llamada "corriente de saturación inversa". La corriente de saturación inversa es casi independiente de la tensión de polarización inversa aplicada, pero aumenta con el aumento de la temperatura del diodo de unión. Esto se debe a que la proporción de contribución de la densidad de portadores minoritarios aumenta con el aumento de la temperatura.