有効状態密度
D C ( E ) = V 2 π 2 ( 2 m e ∗ ħ 2 ) 3 / 2 E − E C {\displaystyle D_{C}(E)={\frac {V}{2\pi ^{2}}}\left({\frac {2m_{e}^{*}}{\hbar ^{2}}}\right)^{3/2}{\sqrt {E-E_{C}}}}
D V ( E ) = V 2 π 2 ( 2 m h ∗ ħ 2 ) 3 / 2 E V − E {\displaystyle D_{V}(E)={\frac {V}{2\pi ^{2}}}\left({\frac {2m_{h}^{*}}{\hbar ^{2}}}\right)^{3/2}{\sqrt {E_{V}-E}}}
ここで m e ∗ {\displaystyle m_{e}^{*}} は電子の状態密度有効質量、 m h ∗ {\displaystyle m_{h}^{*}} は正孔の状態密度有効質量である。また温度について次式を仮定すると、フェルミ分布はボルツマン分布に近似でき、非縮退半導体となる。
E C − E F > 3 k T {\displaystyle E_{C}-E_{F}>3kT}
E F − E V > 3 k T {\displaystyle E_{F}-E_{V}>3kT}
ただし E F {\displaystyle E_{F}} はフェルミ準位である。