N型和P型材料在公共结点连接在一起之前，被认为是电中性的。但是，在连接扩散瞬间发生后，随着电子越过结填充空穴，导致负离子在P材料中出现，该作用会使结附近的区域带负电荷。离开N材料的电子使它产生正离子。

所有这些过程又使结的N侧带正净电荷。这种特殊的电荷产生趋向于迫使剩余的电子和空穴离开结。此动作使其他电荷载流子在结上扩散有些困难。结果，电荷积聚或势垒势垒两端出现。

如下图所示。产生的势垒势能在PN结两端连接了一个小的电池。在给定图中，观察该势垒相对于P和N材料的极性。当晶体未连接到外部能源时，将存在该电压或电势。

锗的势垒电势约为0.3 V，硅的势垒电势约为0.7V。这些值无法直接测量，并且会出现在结的空间电荷区域。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。