Pn接合
V b i = 1 q [ E g − ( E C − E F ) n − t y p e − ( E F − E V ) p − t y p e ] = 1 q [ k T ln  ( N V N C n i 2 ) − k T ln  ( N C N D ′ ) − k T ln  ( N V N A ′ ) ] = k T q ln  ( N D ′ N A ′ n i 2 ) {\displaystyle {\begin{aligned}V_{bi}&={\frac {1}{q}}\left[E_{g}-(E_{C}-E_{F})_{n-type}-(E_{F}-E_{V})_{p-type}\right]\\&={\frac {1}{q}}\left[kT\ln \left({\frac {N_{V}N_{C}}{n_{i}^{2}}}\right)-kT\ln \left({\frac {N_{C}}{N'_{D}}}\right)-kT\ln \left({\frac {N_{V}}{N'_{A}}}\right)\right]\\&={\frac {kT}{q}}\ln \left({\frac {N'_{D}N'_{A}}{n_{i}^{2}}}\right)\\\end{aligned}}}
ここで E g {\displaystyle E_{g}} はバンドギャップ、 E C {\displaystyle E_{C}} は伝導帯の下端のエネルギー、 E V {\displaystyle E_{V}} は価電子帯の上端のエネルギー、 N C {\displaystyle N_{C}} と N V {\displaystyle N_{V}} は有効状態密度、 n i {\displaystyle n_{i}} は真性キャリア密度である。
例えばシリコン(バンドギャップ1.17eV)のpn接合の場合、内蔵電位は0.6~0.7V程度となる。