Энергия Ферми может отличаться на разных сторонах p-n-перехода из-за различий в концентрации электронов и дырок в областях полупроводников p- и n-типа. 15

В полупроводнике n-типа количество электронов в зоне проводимости больше, чем у беспримесных полупроводников. 2 Из-за этого, чтобы покинуть валентную зону и перейти в зону проводимости, электрону в n-полупроводнике требуется больше энергии. 2 Поэтому уровень Ферми в n-полупроводниках находится выше середины запрещённой зоны. 2

В полупроводнике p-типа, наоборот, чем больше концентрация акцепторов, тем меньше средняя плотность энергии электронов в зоне проводимости полупроводника. 2 Поэтому электрону требуется меньше энергии, чтобы перейти в зону проводимости. 2 Поэтому уровень Ферми в p-полупроводниках находится ниже середины запрещённой зоны. 2

При отсутствии внешнего напряжения энергии Ферми по разные стороны перехода одинаковы. 1 Однако при подаче напряжения на переход возникает разность потенциалов, которая выравнивает энергии Ферми. 1 Обычно эта разность имеет величину порядка 1 В. 1