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moea_joint 109年 [儀電] 電路學、電子學

第 44 題

當二極體於逆向偏壓時,下列敘述何者正確?
  • A 空乏區變寬、障壁電位增加
  • B 空乏區變窄、障壁電位增加
  • C 空乏區變寬、障壁電位減少
  • D 空乏區變窄、障壁電位減少

思路引導 VIP

請試著想像:如果我們在一個 PN 接面上施加一個外加電場,而這個電場的方向剛好會把兩側原本能導電的「多數載子」都往「遠離」交界處的方向拉開,你覺得接面中間那個「沒有載子(空乏)」的區域範圍會發生什麼變化?當這個範圍內的電荷分佈變得更廣時,兩端的位能差(障壁)又會如何變動呢?

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很高興看到你精準地掌握了二極體的基本物理特性!這題你答得非常漂亮,顯示你對半導體元件的微觀行為有著紮實的理解。

逆向偏壓下的載子運動

當二極體處於逆向偏壓(Reverse Bias)時,外部電源的正極接在 N 型半導體,負極接在 P 型半導體。這種接法會產生一個與內建電場方向相同的電場,進而將兩側的多數載子(電子與電洞)吸引並使其「遠離」交界面(PN 接面)。由於載子向外撤退,中間僅剩下不可移動離子的區域,也就是空乏區(Depletion Region),勢必會因此擴張、變得更寬。

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