N 型和 P 型材料在它们在一个公共结处连接在一起之前被认为是电中性的。然而，在瞬间发生连接扩散后，当电子穿过结填充空穴时，导致负离子出现在 P 材料中，这种作用会导致结的附近区域带上负电荷。离开 N 材料的电子使其产生正离子。

反过来，所有这些过程会导致结的 N 侧带上净正电荷。这种特殊的电荷产生倾向于迫使剩余的电子和空穴远离结。这个动作使得其他电荷载流子很难扩散穿过结。结果，电荷积聚或在结上出现势垒。

如下图所示。产生的势垒电位有一个小电池连接在 PN 结上。在给定的图中，观察这个势垒相对于 P 和 N 材料的极性。当晶体未连接到外部能源时，将存在此电压或电势。

锗的势垒电位约为 0.3 V，而硅的势垒电位为 0.7 V。这些值无法直接测量，并出现在结的空间电荷区域中。为了产生电流传导，必须通过外部电压源来克服 PN 结的势垒电位。