PN判定器の動作は、SPV（サーフェイス・フォトボルテージ）法に基づいています。励起は断続光で表され、断続光は自由キャリア（電子正孔対）を高濃度で周期的に生成します。高感度プローブは、サンプル表面近くのサンプルに容量結合されます。サンプルの表面電位バリアは断続光によって周期的に変化し、p/nプローブで測定できます。光がオンの場合、サンプルはフラットバンド状態に近くなります。光がオフの場合、サンプルの表面電位バリアが高くなります。信号は、励起の明期中と暗期中に測定された電位値の差異を表します。信号の符号はサンプルの導電型によって変わるため、この手法を導電型判定に使用できます。

この手法には次のような制限があります。

• 熱ドナー（酸素）によって偽測定が生じることがあります。
• 表面上の酸化物電荷も測定に悪影響を与えることがあります。
• p-nまたはn-p構造のウェハーの測定結果は、層厚によって変わります（PN判定器は、層厚に応じて、基板または層を測定します）。
• パッシベーション材料や酸などの活性化学物質の残留物も測定に悪影響を及ぼすことがあります。
• ダメージを受けた層が、PN判定器で使用する光の透過深度よりはるかに厚い場合、as-cutサンプルを測定するのは困難です。