Los semiconductores tienen un gran número de partículas que debemos seguir para determinar el funcionamiento del dispositivo. Una célula solar de silicio típica tiene un dopaje de fondo de alrededor de 3 Ω cm y 2 x 1015 cm-3, portadores mayoritarios con casi la misma cantidad de portadores minoritarios. Una célula solar tiene un área típica de 240 cm² y un espesor de 100 a 200 µm, por lo que hay más de 1016 cm-3 de transportadores totales a seguir. Claramente, esta cantidad de operadores no es razonable rastrear incluso para las computadoras más poderosas. En la mayoría de los casos, asumimos que los operadores siguen el modelo de difusión-deriva, de modo que, en lugar de rastrear cada operador, rastreamos el promedio estadístico ponderado (equivalente a un nivel de casi fermi), de la misma manera que rastreamos la "temperatura" en lugar de la Energía de cada átomo al calentar un material. Si los transportistas no se ajustan al modelo de difusión por deriva, hay otros modelos disponibles. Por ejemplo, el modelado de Monte-Carlo sigue a operadores aleatorios en el sistema, y puede modelar dispositivos nanoestructurados, pero solo en una escala muy pequeña, incluso para las computadoras más grandes.
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