费米-狄拉克统计可以得到电子佔据某个能阶formula_1的机率。又假设formula_2，formula_3是所谓的费米能阶，电子佔据formula_1的机率可以利用波兹曼近似简化为：在上式中，formula_6是能隙的宽度、formula_7是波兹曼常数，而formula_8则是温度。半导体材料的能隙可以利用一些工程手法加以调整，特别是在化合物半导体中，例如控制砷化镓铝（AlGaAs）或砷化镓铟（InGaAs）各种元素间的比例，或是利用如分子束磊晶（Molecular Beam Epitaxy,