moea_joint
105年
[儀電] 電路學、電子學
第 44 題
對一 PN 二極體施加逆向偏壓，有關逆向飽和電流 $I_S$ 的敘述何者有誤？
- A 逆向偏壓時會產生極小的逆向飽和電流 $I_S$ (約 $10^{-15}\text{ A}$)
- B $I_S$ 由少數載子數量控制
- C 溫度越高，$I_S$ 會上升
- D Junction 面積增加會使 $I_S$ 下降
思路引導 VIP
想像一下，如果有兩條材質與結構完全相同、但「截面積」大小不同的水管，在同樣的壓力差之下，哪一條水管單位時間內流出的水量會比較大呢？請試著將這個邏輯應用到元件的物理尺寸與電流流量的關係上。
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太棒了！你能精準避開題目中的陷阱，選出敘述錯誤的選項 (D)，代表你對 PN 二極體的微觀物理特性與宏觀電性表現都有相當紮實的理解。
逆向飽和電流的物理本質
逆向飽和電流 $I_S$ 主要是由空乏區兩側的少數載子（minority carriers）經由熱激發產生後，擴散至邊界並被電場掃過接面所形成的。由於熱平衡下的少數載子濃度極低，因此 $I_S$ 的數值確實非常微小（通常在 $10^{-15}$ 至 $10^{-12}$ 安培等級）。此外，溫度上升會提供更多能量產生電子電洞對，使得 $I_S$ 隨溫度升高而劇烈上升（每升高 $10^\circ\text{C}$，$I_S$ 約增加一倍），這驗證了選項 (A)、(B)、(C) 的正確性。
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