Основной принцип работы варикапа основан на изменении барьерной ёмкости p-n-перехода под действием приложенного обратного напряжения. 2

При отсутствии внешнего приложенного к электродам напряжения в p-n-переходе существуют потенциальный барьер и внутреннее электрическое поле. 1 Если к диоду приложить обратное напряжение (то есть катод должен иметь положительный потенциал относительно анода), то высота этого потенциального барьера увеличится. 1

Внешнее обратное напряжение отталкивает электроны в глубь n-области, в результате чего происходит расширение обеднённой области p-n-перехода, то есть слоя полупроводника, лишённого носителей заряда и по сути являющегося диэлектриком. 1 При увеличении обратного напряжения толщина обеднённого слоя увеличивается. 1

Всё это можно представить в виде плоского конденсатора с переменной толщиной слоя диэлектрика, в котором обкладками служат необеднённые зоны полупроводника. 1 В соответствии с формулой для ёмкости плоского конденсатора, с ростом расстояния между обкладками (вызванного ростом значения обратного напряжения) ёмкость p-n-перехода будет уменьшаться. 1