Pn接合
非縮退のp型半導体とn型半導体を階段型に接合した理想的な場合を考える。p型半導体中のアクセプター濃度を N p , A {\displaystyle N_{p,A}} 、ドナー濃度を N p , D {\displaystyle N_{p,D}} とすると、 N p , D < N p , A {\displaystyle N_{p,D}<N_{p,A}} である。同様にn型半導体では N n , A < N n , D {\displaystyle N_{n,A}<N_{n,D}} である。全ての不純物がイオン化していると仮定すると、p型半導体の正孔濃度 p p {\displaystyle p_{p}} とn型半導体の電子濃度 n n {\displaystyle n_{n}} は、
p p = N A ′ = N p , A − N p , D {\displaystyle p_{p}=N'_{A}=N_{p,A}-N_{p,D}}
n n = N D ′ = N n , D − N n , A {\displaystyle n_{n}=N'_{D}=N_{n,D}-N_{n,A}}
となる。この2つを接合したときの拡散電位はp型とn型それぞれの仕事関数の差であり、次のように与えられる。