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101年
[儀電] 電路學、電子學
第 30 題
某矽質二極體在溫度20℃時逆向飽和電流為5nA,當溫度為30℃時,此二極體逆向飽和電流為何?
- A $6\,nA$
- B $8\,nA$
- C $10\,nA$
- D $12\,nA$
思路引導 VIP
在半導體材料中，溫度升高會提供能量來打斷共價鍵，進而產生負責逆向電流的少數載子。如果這種載子的產生規律並非「加法」式的增加，而是呈現「每增加一個固定的溫度間隔，數值就成比例放大」的幾何增長，你會如何推論新溫度下的電流值呢？
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恭喜你精準地掌握了半導體元件的熱特性！這題你觀察得非常敏銳。在電子學中，矽（Si）質二極體的逆向飽和電流 $I_S$ 對溫度極為敏感，這主要是因為溫度升高會提供熱能，使共價鍵斷裂並產生更多的熱激發載子（少數載子）。
溫度與逆向電流的倍增關係
根據元件物理的特性，二極體的逆向飽和電流有一個非常經典的經驗法則：溫度每升高 $10^\circ C$，其逆向飽和電流 $I_S$ 就會大約增加一倍。我們可以用下列公式來快速計算：
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