Равновесная концентрация электронов, для которых возможный интервал энергий лежит в пределах зоны проводимости, определяется выражением
,
N(E) – плотность состояний, число состояний в единичном интервале энергий в единице объема кристалла,
f(E) – Функция Ферми – Дирака, определяющая вероятность того, что состояние занято электроном.
Для стандартной зоны проводимости Ek
для N(E)
Для валентной зоны, у верхнего края которой
имеем
,
.
Интегрирование ведется от дна зоны Ес до ее потолка, но функция Ферми – Дирака при Е > ЕF быстро спадает до 0, и верхний предел заменен на бесконечность.
Приняв 
; 
, величины e и h представляют приведенные в единицах 
энергию электрона в зоне проводимости и уровень Ферми, отсчитанные от дна зоны Ec, тогда
,
- эффективная плотность состояний в зоне проводимости
- интеграл Ферми – Дирака порядка 
n = 4,82×1015. 
