電荷存儲效應產生上述現象的原因是由于二極管外加正向電壓VF時，載流子不斷擴散而存儲的結果。當外加正向電壓時Ｐ區空穴向Ｎ區擴散，Ｎ區電子向Ｐ區擴散，這樣，不僅使勢壘區（耗盡區）變窄，而且使載流子有相當數量的存儲，在Ｐ區內存儲了電子，而在Ｎ區內存儲了空穴 ，它們都是非平衡少數載流，如下圖所示。

空穴由Ｐ區擴散到Ｎ區后，并不是立即與Ｎ區中的電子復合而消失，而是在一定的路程LP（擴散長度）內，一方面繼續擴散，一方面與電子復合消失，這樣就會在LP范圍內存儲一定數量的空穴，并建立起一定空穴濃度分布，靠近結邊緣的濃度，離結越遠，濃度越小 。正向電流越大，存儲的空穴數目越多，濃度分布的梯度也越大。電子擴散到Ｐ區的情況也類似。
　    我們把正向導通時，非平衡少數載流子積累的現象叫做電荷存儲效應。
　　當輸入電壓突然由+VF變為-VR時Ｐ區存儲的電子和Ｎ區存儲的空穴不會馬上消失，但它們將通過下列兩個途徑逐漸減少：

在反向電場作用下，Ｐ區電子被拉回Ｎ區，Ｎ區空穴被拉回Ｐ區，形成反向漂移電流IR；與多數載流子復合。

在這些存儲電荷消失之前，PN結仍處于正向偏置，即勢壘區仍然很窄，PN結的電阻仍很小，與RL相比可以忽略，所以此時反向電流IR=（VR＋VD）/RL。VD表示PN結兩端的正向壓降，一般 VR>>VD，即 IR＝VR／RL。在這段期間，IR基本上保持不變，主要由VR和RL所決定。經過時間ts后Ｐ區和Ｎ區所存儲的電荷已顯著減小，勢壘區逐漸變寬，反向電流IR逐漸減小到正常反向飽和電流的數值，經過時間tt，二極管轉為截止。
　　由上可知，二極管在開關轉換過程中出現的反向恢復過程，實質上由于電荷存儲效應引起的，反向恢復時間就是存儲電荷消失所需要的時間。
　　二極管和一般開關的不同在于，“開”與“關”由所加電壓的極性決定，而且“開”態有微小的壓降V f，“關”態有微小的電流i0。當電壓由正向變為反向時，電流并不立刻成為(- i0)，而是在一段時間ts 內，反向電流始終很大，二極管并不關斷。

經過ts后，反向電流才逐漸變小，再經過tf 時間，二極管的電流才成為(- i0)，ts 稱為儲存時間，tf 稱為下降時間。tr= ts+ tf 稱為反向恢復時間，以上過程稱為反向恢復過程。這實際上是由電荷存儲效應引起的，反向恢復時間就是存儲電荷耗盡所需要的時間。該過程使二極管不能在快速連續脈沖下當做開關使用。如果反向脈沖的持續時間比tr 短，則二極管在正、反向都可導通，起不到開關作用。