Кроме теплового возбуждения, приводящего к возникновению равновесной концентрации зарядов, равномерно распределенных по объему полупроводника, обогащение полупроводника электронами и дырками может осуществляться различными внешними воздействиями (освещением полупроводника, облучением потоком заряженных частиц, введением носителей заряда через контакт и т.д.). В этом случае энергия возбудителя передается непосредственно носителям заряда, а тепловая энергия кристаллической решетки остается практически постоянной. Следовательно, избыточные носители заряда не находятся в тепловом равновесии с решеткой и поэтому называются неравновесными носителями. В отличие от равновесных носителей, они могут неравномерно распределяться по объему полупроводника.

После прекращения действия возбудителя за счет рекомбинации электронов и дырок концентрация избыточных носителей быстро убывает и достигает равновесного значения. Носители зарядов рекомбинируют в объеме полупроводника и на его поверхности. Неравномерное распределение неравновесных носителей зарядов сопровождается их диффузией в сторону меньшей концентрации. Это движение носителей зарядов обусловливает прохождение электрического тока, называемого диффузионным током.