結(jié)兩邊過剩的少數(shù)載流子有2個效應。個，載流子建立了一個電場。N型硅中過剩的空穴使它帶正電，P型硅中過剩的電子則使它帶負電。這樣就沿著PN結(jié)建立了一個N區(qū)高電位，P區(qū)低電位的電場。

當載流子沿著結(jié)擴散時，同時產(chǎn)生了同等數(shù)量的離子化的雜質(zhì)原子。這些原子都固定在晶體結(jié)構(gòu)中，不能移動。在結(jié)的P區(qū)都是離子化后帶負電的acceptors。在結(jié)的N區(qū)都是離子化后帶正電的donors。這樣就又建立了一個N區(qū)高電位，P區(qū)低電位的電場。這個電場會和由載流子建立的電場疊加起來。

載流子在電場里有漂移的趨勢。空穴被吸引到結(jié)的低電位的P區(qū)。同樣的，電子被吸引到結(jié)的高電位的N區(qū)。載流子的漂移和它的擴散形成了對立。從結(jié)的P區(qū)擴散到N區(qū)的空穴又被漂移了回去。從結(jié)的N區(qū)擴散到P區(qū)的電子也被漂移了回去。當擴散電流和漂移電流大小相等，方向相反時，平衡就建立了。隨著沿著結(jié)的電壓達到平衡，結(jié)兩邊的過剩少數(shù)載流子濃度也達到了一個平衡值。

平衡時沿著PN結(jié)的電壓差就是它的內(nèi)電壓，或接觸電壓。在一個典型的硅PN結(jié)中，內(nèi)電壓的值從零點幾伏到1伏。重摻雜的結(jié)的內(nèi)電壓比輕摻雜的結(jié)的大。由于重摻雜時，會有更多的載流子沿著重摻雜的結(jié)擴散，所以擴散電流就更大。為了能達到平衡，就需要一個更大的漂移電流，這樣就形成了一個更強的電場。所以重摻雜的結(jié)的內(nèi)電壓比輕摻雜的大。

盡管內(nèi)電壓是真實存在的，但用電壓表是測量不到的。這個難題能通過一個含有PN結(jié)和電壓表的電路（.9）來解釋。電壓表的兩個探針是金屬，不是硅。金屬探針和硅之間的接觸點也能形成結(jié)，每個結(jié)也有它自己的接觸電壓。由于兩個探針下的硅有不同的摻雜程度，因此兩個接觸點的接觸電壓是不同的。這兩個接觸電壓之間的差值正好抵消掉了PN結(jié)的內(nèi)電壓，因此在外電路中沒有電流。這個情況是注定的，不然的話只要有任何電流就意味著有一個的能量源，或某種永動機。內(nèi)電場的抵消保證了在一個平衡的PN結(jié)中不會有能量泄漏出來，也就不可能違反熱力學定律。740)this.width=740" border=undefined>
.9不可能直接測量內(nèi)電場的說明。接觸電壓V1和V3正好抵消了內(nèi)電場V2。

內(nèi)電場有兩個起因：分散的離子化的雜質(zhì)原子和分散的帶電荷的載流子。載流子可以自由移動，但雜質(zhì)原子是固定在晶體結(jié)構(gòu)中的。如果雜質(zhì)原子能夠移動的話，他們就會因為和載流子帶相反的電荷而互相吸引。他們互相分開就是因為他們是被固定在晶體結(jié)構(gòu)中的。被這些帶電的原子占據(jù)的區(qū)域就形成了一個強電場。任何進入這個區(qū)域的載流子都必須快速通過，不然的話它會被電場清除出去。結(jié)果，這個區(qū)域就在任何時候都只有很少的載流子。因為有帶電的雜質(zhì)原子，這個區(qū)域有時也被叫做space charge layer。但通常，由于這里相對較低的載流子濃度，都叫它為耗盡區(qū)。

如果耗盡區(qū)只有很少的載流子，那么過剩的少數(shù)載流子必定會在它兩邊堆積。.10圖形化的表示了過剩少數(shù)載流子的分布情況。濃度梯度使得載流子擴散到超過結(jié)的電中性區(qū)。帶電的載流子建立的電場又把他們推回到結(jié)。很快平衡就建立了，形成了像.10中的少數(shù)載流子的固定分布狀態(tài)。
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.10 過剩少數(shù)載流子在PN結(jié)兩邊濃度是平衡的。

PN結(jié)的特性總結(jié)如下：載流子沿著結(jié)的擴散在耗盡區(qū)的兩邊產(chǎn)生了過剩少數(shù)載流子濃度。分散的離子化雜質(zhì)原子沿著耗盡區(qū)產(chǎn)生了一個電場。這個電場阻止多數(shù)載流子穿越耗盡區(qū)，那些穿越過的載流子終也被電場退回到另一邊。

耗盡區(qū)的厚度和結(jié)兩邊的摻雜程度有關(guān)。如果兩邊都是輕摻雜，那么為了有足夠的雜質(zhì)原子來建立內(nèi)電場就要在硅中有一個很厚的耗盡區(qū)。如果兩邊都是重摻雜，那么只要一個非常薄的耗盡區(qū)就能建立必須的電場。因此重摻雜的結(jié)有薄耗盡區(qū)而輕摻雜的結(jié)需要厚耗盡區(qū)。如果結(jié)的一邊摻雜濃度比另一邊大的多，那么輕摻雜區(qū)的耗盡區(qū)要厚的多。這種情況下，輕摻雜硅需要很厚的耗盡區(qū)來得到足夠的離子化的雜質(zhì)原子。而在重摻雜區(qū)只需要很薄的耗盡區(qū)就能得到用來平衡的離子化的雜質(zhì)原子。.10就是結(jié)的N區(qū)比P區(qū)摻雜輕的情況。