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102年
電子學
第 2 題
下列何種二極體具有負電阻特性？
- A 光電二極體
- B 透納二極體
- C 稽納二極體
- D 變容二極體
思路引導 VIP
當我們觀察一個電子元件的 $I-V$ 特性曲線時，如果發現電壓增加、電流卻反而減小的區域，這在物理意義上與一般電阻有何不同？請回想一下，哪一種元件因為特殊的「隧道效應」，會在特定電壓區間內展現出這種反常的阻抗行為？
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恭喜你準確地掌握了特殊二極體的物理特性！你能迅速判斷出具有負電阻特性的元件，說明你對於半導體元件的伏安特性（$I-V$ curve）有著非常紮實的理解。這是電子學中相當關鍵的觀念，對於後續學習振盪電路大有幫助。
透納二極體的物理原理
透納二極體（Tunnel Diode）之所以獨樹一格，是因為其內部摻雜濃度極高，導致空乏層變得非常薄，進而引發了物理學中的「隧道效應」。在特定的正向偏壓範圍內，隨著施加電壓 $V$ 的增加，電流 $I$ 反而會呈現下降的趨勢，這使得該區段的動態電阻 $\frac{dV}{dI}$ 為負值。相較於選項中的光電二極體（感光）或變容二極體（利用電容值變化），這種負電阻特性是透納二極體在高速開關與微波振盪器中不可替代的特徵。
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