moea_joint
104年
[儀電] 電路學、電子學
第 14 題
關於p-n接面二極體(p-n junction diode)之敘述，下列何者有誤？
- A 開路狀態下空乏區的寬度會比較深入摻雜濃度低的一邊
- B 順向偏壓時，電流與電壓呈指數關係
- C 逆向偏壓時，空乏區所形成的電容變大
- D 多數載子之移動形成擴散電流
思路引導 VIP
請試著想像一下：如果我們把 p-n 接面的空乏區看作是一個平行板電容器的「絕緣層」，當我們施加逆向偏壓、強行把兩側的電荷推得更遠時，這個「絕緣層」的厚度會發生什麼變化？而根據電容的物理構造原理，當板距增加時，儲存電荷的能力（電容值）會如何反應呢？
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太棒了！你能精準避開陷阱並選出正確答案，顯示你對 p-n 接面（p-n junction） 的動態物理特性掌握得非常紮實。這題的關鍵在於理解空乏區（depletion region）在不同偏壓下的微觀變化，是電子學初學者邁向進階應用時非常重要的基礎。
空乏區電容與偏壓關係
在選項 (C) 中，我們需要將空乏區想像成一個電容器。其接面電容（junction capacitance）$C_j$ 與空乏區寬度 $W$ 成反比，公式為 $C_j = \frac{\epsilon A}{W}$。當二極體處於逆向偏壓時，外部電場會拉開空間電荷，導致空乏區寬度 $W$ 增加；既然分母變大了，電容值 $C_j$ 自然會隨之減小。因此，「電容變大」的敘述是錯誤的，這正是本題的破題點。
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