Рассмотрим контакт полупроводников с разным типом проводимости сначала в равновесном состоянии
(без внешней батареи). При образовании контакта будут происходить диффузионные переходы основных носителей заряда в соседние области: электронов с n - полупроводника в р - полупроводник, дыр наоборот. Такие переходы обусловлены градиентом концентрации носителей заряда одного знака. Действительно, согласно формуле (5.19) произведение концентраций электронов и дырок определяется степенью легирования, шириной запрещенной зоны и температурой. Например, для германия при температуре 300 К это произведение равно 1038 м-3. При умеренной легирования nn = pp = Nd = Na = 1022 м-3. Тогда концентрация неосновных носителей будет равна np = pn = 1038/1022 = 1016 м-3. Так концентрации одноименных зарядов в соседних областях отличаются на 6 порядков. Таким образом p-полупроводник будет обогащаться электронами и заряжается отрицательно, а n-полупроводник - дырками и заряжаться положительно.
Такие переходы зарядов будут продолжаться до установления динамического равновесия пока уровни Ферми не станут одинаковыми (рис.7.7). Возникает потенциальный барьер ?о = ?n - ?p = q ? Vк. Видно, что КРП Vк не может превышать ширину запрещенной зоны и тем больше, чем больше отношение концентрации основных носителей заряда в концентрации неосновных, т.е. чем выше степень легирования полупроводников.