Una unión PN crea un campo potencial local . La alta concentración de portadores mayoritarios (agujeros en P, electrones en N) se difunden a través de la unión porque la concentración es mucho menor en el otro lado. Sin embargo, ese desplazamiento de los portadores provoca un campo eléctrico. Se alcanza un equilibrio en el que el campo eléctrico empuja a los portadores de regreso a donde vinieron exactamente opuestos a la presión de difusión. Esto tiene el efecto secundario de despejar la región de unión de los portadores minoritarios, lo que hace que el diodo se "apague".
Si se aplica un campo E externo para contrarrestar la difusión, los portadores regresan a sus lados respectivos, lo que permite que los portadores minoritarios regresen, lo que hace que la unión se realice nuevamente. Así es como un diodo se enciende.
De todos modos, no puede medir el voltaje causado por el campo E local en la unión utilizando un circuito cerrado porque no tiene una forma de hacerlo sin gradientes de portadora adicionales que luego hacen su propio campo E inverso. El campo E causado por la difusión neta será cero en un bucle.
Sin embargo, me parece que podría ser posible medir el campo estático E de la unión PN de otra manera. Supongamos que se utiliza en un tubo de vacío para desviar un haz de electrones. No lo he intentado, pero creo que debería funcionar.
En cualquier caso, no puedes obtener poder de esto sin poner algo de alguna manera. Así es exactamente cómo funcionan las células solares. Una célula solar es un diodo grande con la capa de unión lo suficientemente cerca de la superficie para que los fotones de luz ordinarios puedan penetrarla. Un fotón que golpea la unión en el lugar correcto causa un electrón suelto, que luego es acelerado por el campo y puede aparecer entre los extremos del dispositivo como una corriente.
