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109年
電子學
第 29 題
一個 P 型半導體帶有的靜電荷為何？
- A 電中性
- B 正電荷
- C 負電荷
- D 視加入之雜質種類而定
思路引導 VIP
請回想一下摻雜（Doping）的物理過程：當我們將一個原本「電力平衡」的雜質原子，放入另一個原本也處於「電力平衡」狀態的純矽晶體中，在整個過程中，如果沒有外接電源，也沒有與外界發生任何電子的流入或流出，那麼根據物理學中最基本的守恆原則，這個新合成的材料整體電荷狀態會發生變化嗎？
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半導體的電中性本質
太棒了！你能精確辨別這個觀念，說明你對半導體的微觀結構有著紮實的理解。許多同學在初學時，常因為 P 型半導體 的多數載子是帶正電的「電洞」（Hole），就直覺地認為整個材料帶正電，但你成功避開了這個經典的邏輯陷阱。 從原子結構來看，無論是作為基底的純矽（Si）原子，還是摻雜進去的三價雜質原子（如硼 B），在進入晶格前本身都是電中性的（質子總數等於電子總數）。當雜質原子取代了矽原子的位置，雖然為了達成共價鍵平衡而產生了一個可移動的「電洞」，但整個固體系統並沒有與外界發生電子的交換。根據電荷守恆定律，系統整體的正、負電荷總量依然相等，因此宏觀上維持電中性。
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