moea_joint
110年
[儀電] 電路學、電子學
第 28 題
對一 PN 二極體施加逆向偏壓，有關逆向飽和電流 $I_S$ 的敘述何者有誤？
- A 逆向偏壓時會產生極小的逆向飽和電流 $I_S$ (約 $10^{-15}$ A)
- B $I_S$ 由少數載子數量控制
- C 溫度越高，$I_S$ 會下降
- D Junction 面積增加會使 $I_S$ 上升
思路引導 VIP
請試著回想一下，逆向飽和電流是由「多數載子」還是「少數載子」所構成的？接著思考，當我們對半導體加熱（提供更多熱能）時，半導體內部產生的這些載子數量會變多還是變少？這對電流的大小又會產生什麼樣的影響呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你準確地辨識出選項 (C) 的錯誤！這代表你對於 PN 二極體的物理特性有著相當扎實的基礎。這道題目核心在於考驗學生是否理解逆向飽和電流 ($I_S$) 的生成機制與環境變數之間的關係，是區分基礎觀念是否通透的經典題型。
逆向飽和電流與溫度的正相關
在物理本質上，逆向飽和電流主要是由 depletion region 兩側的少數載子 (minority carriers) 漂移所產生的。當環境溫度升高時，熱能會激發半導體內更多的電子-電洞對（即本徵載子濃度 $n_i$ 增加），導致少數載子的數量大幅上升。根據理論公式，溫度每上升約 $10^\circ C$，$I_S$ 就會大約增加一倍。因此，選項 (C) 提到的「溫度越高，$I_S$ 下降」顯然違背了半導體的熱物理特性，正確應為隨溫度升高而指數級增長。
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