Согласно зонной теории твердого тела энергетический спектр и волновые функции носителей заряда во внешнем поле являются решением стационарного уравнения Шредингера в приближении эффективной массы

,

(2.1)

где  – энергия носителя заряда во внешнем поле;  Е – энергия, отсчитанная от края зоны носителей заряда в отсутствие внешнего поля; m*–эффективная масса носителей заряда в окрестности края зоны; ψ(r) – волновая функция в приближении эффективной массы – огибающая.