Nel caso di un rivelatore a stato solido, la porzione attiva del rivelatore stesso é quella dalla quale i portatori di carica possono essere convogliati agli elettrodi e qui raccolti.
Nella configurazione più semplice, un rivelatore é costituito da una giunzione n-p, costituita da un wafer di semiconduttore nel quale i due tipi di materiale sono a contatto. (ad esempio un wafer é stato creato con una concentrazione uniforme di accettore - successivamente una superficie viene esposta a diffusione di un elemento donatore)
Dato che nel materiale di tipo n si verifica un eccesso di elettroni di conduzione, ed una scarsità nel materiale di tipo p, una parte di elettroni migrerà dal materiale n al materiale p, sinché non si costituirà una situazione di equilibrio. A questo punto si é creata una carica netta positiva nel materiale di tipo n ed una carica netta negativa nel materiale di tipo p. In questa zona si viene a creare un campo elettrico dovuto all'accumulo di cariche positive e negative nelle regioni n e p: questa zona viene chiamata zona di svuotamento (depletion).
Le cariche generate nella zona di svuotamento dalla radiazione ionizzante saranno quindi convogliate verso le due parti della giunzione, fornendo il segnale necessario a misurare l'energia depositata all'interno del rivelatore.
Il potenziale che si creerà fra le due parti della giunzione sarà quasi esattamente eguale al valore del gap di banda (valenza/conduzione) del semiconduttore (circa 1 V per il Si).
Tuttavia il potenziale di circa 1 V generato nella giunzione é insufficiente a trasportare le cariche in modo efficiente. Infatti la bassa velocità di drift favorisce l'intrappolamento delle cariche, ricombinazione e quindi spesso si ottiene una raccolta solo parziale della carica. Inoltre lo spessore della regione di svuotamento é relativamente sottile.
Per queste ed altre ragioni, si applica una tensione esterna al rivelatore, che possiamo considerare da questo punto di vista come un diodo.
Se la tensione é applicata negativa al lato p e positiva al lato n del semiconduttore, si otterrà che il potenziale risultante tenderà ad attrarre i portatori di carica di maggioranza con il risultato di aumentare la conducibilità della giunzione. Attraverso il rivelatore quindi passerà corrente. Il risultato sarà anche quello di ridurre la differenza di potenziale vista da un elettrone fra i due lati della giunzione.
Se la tensione é applicata positiva al lato p e negativa al lato n, la differenza di potenziale fra i due lati della giunzione viene aumentata. In questo caso la corrente attraverso la giunzione é dovuto ai portatori di carica minoritari ed é quindi relativamente piccola.
Applicando al rivelatore una tensione molto più elevata della differenza di potenziale attraverso la giunzione, si ottiene che la regione nella quale avviene lo svuotamento delle cariche aumenta sino ad estendersi all'intero spessore del rivelatore.
Lo spessore della zona di svuotamento puó dimostrarsi essere uguale a:
dove 
é la costante dielettrica del materiale, V é la
tensione applicata, N é la concentrazione di impurità nel
rivelatore nella parte di giunzione con la minore densità di drogante.