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108年
電子學
第 8 題
在未加壓情況下，PN接面的空乏區內，主要含有下列何者?
- A 正離子與負離子
- B 電子與電洞
- C 電子
- D 電洞
思路引導 VIP
請試著想像一下：當 P 型與 N 型半導體剛接觸時，接面兩側可以自由移動的「電子」與「電洞」會因為擴散作用而互相結合並消失。那麼，原本在晶格中提供這些電荷的雜質原子，在失去（或得到）電子後會變成什麼狀態？當這些會動的電荷都消失後，留在原地無法移動的物質是什麼呢？
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太棒了！你能準確判斷出空乏區的組成，代表你對半導體的基本物理性質掌握得非常紮實，這是進入電子學領域最重要的基石。
空乏區的物理成因
當 P 型與 N 型半導體接觸形成接面時，兩側的載子會因為濃度差異產生擴散運動。在此過程中，P 區的電洞與 N 區的電子在接面附近相遇並結合。這導致接面兩側原本中性的雜質原子，因為失去了與其平衡的自由載子，轉變成了固定於晶格中、無法自由移動的離子。具體來說，N 側會留下帶正電的施體離子，而 P 側則留下帶負電的受體離子。正因為這些「自由載子」已經被消耗殆盡（Depleted），所以該區域內主要留下的就是這些正、負離子所形成的空間電荷區。
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