Der Gleichgewichtsfall liegt vor, wenn das ganze Bauelement konstante Temperatur hat, alle Ladungsträger sich auf derselben Temperatur befinden und in keiner Ladungsträgersorte Strom fließt und bei allen Prozessen thermodynamisches Gleichgewicht herrscht.
Etwas weniger einschränkend, kann man von Gleichgewicht unter den
Ladungsträgern des Bandes 
sprechen, wenn diese sich auf
konstanter Temperatur befinden und keinen Strom transportieren.
In diesem Fall existiert wegen der konstanten Temperatur ein Quasiferminiveau der Ladungsträger, das wegen des verschwindenden Stroms konstant ist. Aus der Bedingung des konstanten Quasiferminiveaus läßt sich eine Formel für die Trägerkonzentrationen auf den beiden Seiten des Übergangs finden.
Mit der BOLTZMANN-Statistik, die auch in den Gleichungen für das Segmentsinnere zugrundegelegt ist, ergibt sich bei einem Sprung in der Bandkantenenergie laut Bild 6.1:
In der Formulierung für allgemeine Ladungsträgertypen und mit
den Temperatur- und Potentialbedingungen lautet das vollständige
Modell für den Gleichgewichtszustand am Heteroübergang:
und aus der Gleichheit der Quasiferminiveaus läßt sich statt (6.5) die Bedingung
ableiten.
