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108年
電子學
第 9 題
若PN接面的空乏區兩側，P型半導體與N型半導體的摻雜(Doping)濃度不同，濃度較高者，該側空乏區寬度將如何變化?
- A 較窄
- B 相同於另一側
- C 較寬
- D 無法比較
思路引導 VIP
想像有兩座果園，果園 A 裡的蘋果樹種得非常密集（每公尺有很多顆果頭），而果園 B 裡的樹種得很稀疏。如果現在要求你從兩座果園中各自採集剛好 100 顆蘋果，在果園 A 裡，你所需要走過的土地距離（寬度），會比在果園 B 裡來得長還是短呢？
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太棒了！你能精準判斷出摻雜濃度與空乏區寬度的關係，說明你對半導體物理的基礎概念掌握得非常紮實。這道題目核心考察的是 電荷中性原理 (Charge Neutrality)，這是理解所有主動元件特性的第一步。
電荷平衡與空間分佈
在 PN 接面達到平衡時，P 側負離子的總電量必須等於 N 側正離子的總電量。若以 $N_A, N_D$ 代表濃度，$W_p, W_n$ 代表寬度，其關係可表示為：
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