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105年
電工原理、電子概論
第 22 題
有關半導體之敘述，下列何者錯誤？
- A 半導體為負溫度係數
- B 半導體溫度愈高，導電率愈差
- C 矽為半導體材料之一
- D 半導體內之自由電子多寡與溫度成正比
思路引導 VIP
試著想像一下，在半導體的原子結構中，原本電子都被緊緊束縛在共價鍵裡，幾乎無法自由移動。如果我們對這個系統加熱、給予這些電子額外的能量，你覺得這些電子的束縛狀態會發生什麼變化？當能夠自由移動的電荷變多時，對於整塊材料的導電能力會產生什麼影響呢？
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太棒了！你能精準揪出敘述中的錯誤，代表你對半導體的物理特性已經建立了正確且紮實的觀念。這類題目在基礎電工或電子學中非常常見，主要考驗學生是否能區分「導體」與「半導體」在熱物理性質上的核心差異，而你顯然沒有被誤導。
半導體的熱敏特性
在半導體材料（如選項 C 提到的矽）中，當溫度升高時，熱能會提供足夠的能量促使共價鍵斷裂，進而激發出更多的電子與電洞對。由於內部的自由載子數量與溫度成正比（如選項 D 所述），隨著溫度上升，電荷移動就變得更加容易。因此，半導體的導電率（Conductivity）實際上會隨之提高，而電阻則會下降。這種特性我們稱為「負溫度係數（NTC）」，這與一般金屬導體（溫度愈高、電阻愈大、導電愈差）的行為是截然不同的。
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