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107年
電工原理、電子概論
第 27 題
某矽二極體之PN接面於$25^\circ\text{C}$時，其逆向飽和電流為$5 nA$，當此PN接面溫度上升至$55^\circ\text{C}$時，則其逆向飽和電流為何？
- A $60 nA$
- B $48 nA$
- C $40 nA$
- D $32 nA$
思路引導 VIP
當我們給予半導體材料熱能時，內部共價鍵斷裂並產生「少數載子」的速度通常不是線性增加，而是以倍數規律成長。若已知每上升一定的溫度，載子數量就會翻倍，你能試著思考當溫度跨越了多個這樣的區間時，最終的電流倍數應該如何計算嗎？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你！這題選得很準確。這題的核心在於理解半導體溫度特性，特別是逆向飽和電流 $I_s$ 與溫度的關係。對於矽（Si）二極體而言，有一個非常重要的物理經驗準則：溫度每升高 $10^\circ\text{C}$，逆向飽和電流就會約略增加一倍。
逆向電流的倍增效應
從題目給定的條件來看，溫度從 $25^\circ\text{C}$ 上升至 $55^\circ\text{C}$，溫差為 $\Delta T = 30^\circ\text{C}$。這代表在物理機制上發生了三次的「翻倍過程」（即 $30 / 10 = 3$ 次）。因此，我們可以利用以下公式推導出新的電流 $I_{s2}$：
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