El modelo para diodo muestra aumento de voltaje no caída

Tu comprensión no es incorrecta, sino incompleta. Básicamente, demostró cómo se "construye" un diodo, pero no cómo se usa.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Si tiene un circuito como el anterior, por ejemplo, el suministro de 3 V debe superar el voltaje incorporado de su diodo (el que dibujó su imagen) para generar un campo eléctrico (dirigido de ánodo a cátodo) lo suficientemente fuerte como para empujar la corriente de ánodo a cátodo.

El dibujo que tiene es correcto, este es el campo eléctrico de equilibrio (voltaje) causado por las portadoras que se difunden a través de la unión. Este proceso de difusión continúa hasta que la velocidad de recombinación en los lados P y P de la unión es igual a la velocidad de difusión. El nivel de dopaje utilizado en los lados P y N de la unión determina el ancho de esta región en equilibrio. Esta es la razón por la que, en un sentido vago, los diodos no conducirán (mucho) hasta que el campo eléctrico aplicado (voltaje) exceda al campo eléctrico incorporado.

Para responder a la pregunta, ¿dónde me equivoqué? Creo que es posible que no entienda bien que este es el estado de equilibrio del diodo sin campo eléctrico aplicado externamente y que el diagrama muestra el potencial incorporado que se debe superar para que el diodo pueda conducir .

Según Sedra / Smith: Circuitos microelectrónicos:

El voltaje en la región de agotamiento será cancelado exactamente por los voltajes en los contactos (metálicos) y, por lo tanto, no aparecerá entre los terminales.

Por lo tanto, \ $ V _0 \ $ no creará una caída de voltaje. Además, como han señalado otros, su dibujo es para el caso de que no haya una corriente directa. Una vez que tiene la corriente directa, la región de agotamiento cambia, lo que resulta en una caída de voltaje.

Desde un punto de vista energético, la batería proporcionaría una fuerza electromotriz que funciona contra este campo interno y, por lo tanto, la energía se disipa en el campo interno como lo ilustra, causando la caída de voltaje.