Fermi-Dirac分布函数或者Boltzmann分布函数是热平衡状态下的一种统计分布函数。

因此Fermi-Dirac分布函数或者Boltzmann分布函数及其相应的费米能级等概念，也只能适用于热平衡状态，对于非平衡状态则否。在非平衡半导体中，非平衡载流子浓度的大小不能直接采用费米能级来表示，但是可以引入所谓准费米能级来表示（即认为导带电子系统和价带空穴系统是分别处于准热平衡状态）。这时系统中的电子准费米能级与空穴准费米能级之差，就反映了外界作用（譬如电压）的大小。