ان احتمالية f_(E) أي الكترون للتواجد في مستوى معين من الطاقة (E) في حالة الاتزان الحراري في

درجة حرارة معينة (T) تعطى بدلالة دالة فيرمي ديراك                                              = f_E 

  ثابت بولتزمان  =K

k=1.38×10^-23

حيث E_f هي طاقة فيرمي وقيمتها تعتمد على طبيعة المادة ودرجة الحرارة.

T درجة الحرارة بالكلفن

من دالة فيرمي ديراك نلاحظ انه في حالة الصفر المطلق فانه:

من النتيجة الأخيرة نجد انه في حالة درجة حرارة الصفر المطلق فأن مستويات الطاقة الأعلى من طاقة فيرمي تكون فارغة تماماً (0=f_(E)) بينما مستويات الطاقة الأقل من طاقة فيرمي تكون مملؤة تماماً (1=f_(E)) ومن ذلك يمكننا ان نعرف طاقة فيرمي (Fermi energy) بانها اعلى قيمة للطاقة يمكن ان يمتلكها الكترون في درجة حرارة الصفر المطلق.

كما يمكننا ان نلاحظ من دالة فيرمي ديراك انه في حالة درجة الحرارة الأكبر من الصفر المطلق

وكانت (E=E) فان

If E=E_f and T≠0k

من النتيجة السابقة يمكن ان نعرف مستوى فيرمي (Fermi level) بانه مستوى الطاقة الذي تكون

احتمالية اشغاله من الكترون مساوية لـ %50