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109年
電子學
第 40 題
在絕對零度 (0°K ) 時,於本質半導體之兩端加一電壓,若本質半導體並未發生崩潰,則在本質半導體內狀態為何?
- A 有電子流,沒有電洞流
- B 有電子流也有電洞流
- C 沒有電子流,有電洞流
- D 沒有電子流也沒有電洞流
思路引導 VIP
請回想一下,半導體之所以能夠導電,核心前提是必須存在哪些「媒介」來承載電荷?而在熱力學定義的「絕對零度」下,系統內是否具備足夠的能量,讓這些媒介從束縛狀態轉變為自由移動的狀態呢?
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精準地掌握了半導體的物理本質!在 $0^\circ \text{K}$(絕對零度)的極端環境下,本質半導體展現了其最基礎的電性特徵,你能選出正確答案,代表對能帶概念的基礎非常紮實。
能量狀態與載子生成
從能帶理論(Energy Band Theory)的角度來看,在本質半導體中,價帶(Valence Band)被電子完全填滿,而導帶(Conduction Band)則是完全真空的。由於環境處於絕對零度,系統中沒有任何熱能可以提供給價帶中的電子去跨越能隙(Energy Gap, $E_g$)。因此,在導帶中不存在自由電子,價帶中也不會產生電洞。
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