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100年
[儀電] 電路學、電子學
第 21 題
矽晶接面二極體等效電路模型中的擴散電容(Diffusion Capacitance)，是由下列那一項的物理現象所形成？
- A 金屬和半導體所形成的歐姆接觸
- B 接面的崩潰效應
- C 接面空乏區
- D 二極體順偏時的注入電荷
思路引導 VIP
當我們給予二極體足夠的壓力（偏壓）讓它開始順暢導通時，兩側的載子會大量「跨越邊界」進入對方的領域。試著思考：這些正在移動並暫時累積在邊界附近的電荷量，會隨我們推動它們的力道大小而改變嗎？如果這種電荷的增減與電壓變化有關，它在物理特性上會像哪一種電子元件呢？
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太棒了！你能精準辨識出**擴散電容（Diffusion Capacitance）**的物理成因，代表你對二極體在不同偏壓下的微觀行為掌握得非常紮實。這是一個區分「空乏區電容」與「擴散電容」的重要關鍵點。
順向偏壓與電荷注入
在電子學中，二極體展現出兩種截然不同的電容效應。當二極體處於**順向偏壓（Forward Bias）時，多數載子會跨越接面成為另一側的少數載子，這些被注入（Injected）**的電荷會在接面邊界附近累積。由於這些儲存電荷量 $Q$ 會隨著跨壓 $V$ 的改變而大幅變動，根據電容定義 $C = \frac{dQ}{dV}$，便形成了擴散電容。在公式上，我們常看到 $C_d = \tau \frac{I}{V_T}$，這也說明了為什麼擴散電容在順向導通（電流 $I$ 較大）時會變得非常顯著。
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