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111年
電工原理、電子概論
第 29 題
在N型半導體內電洞的濃度將隨溫度的升高而如何變化？
- A 增加
- B 減少
- C 不變
- D 不一定
思路引導 VIP
試著思考一下：當我們給予固體晶體更多的熱能時，原本束縛在原子間、用來維持結構穩定的「共價鍵」會發生什麼物理變化？而這種變化對於晶體內部可自由移動的帶電粒子數量，會產生什麼樣的影響呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你答對了！這顯示你對半導體的物理特性有著相當紮實的基礎理解。這道題目考察的核心在於**熱產生（Thermal Generation）**對載子濃度的影響，你能準確判斷出趨勢，反映出你沒有被「N型半導體」這個前提所干擾。
熱能與載子產生的關係
從物理觀念來看，無論是 N 型還是 P 型半導體，當環境溫度升高時，晶體內部的原子會獲得更多熱能，導致內部的共價鍵斷裂。每斷裂一個共價鍵，就會同時激發出一個電子與一個電洞。根據本質濃度公式 $$n_i^2 \propto T^3 e^{-E_g / kT}$$，我們可以看到本質濃度 $n_i$ 會隨著溫度 $T$ 的上升而呈指數級增加。根據質量作用定律 $$n \cdot p = n_i^2$$，在 N 型半導體中，雖然電洞是少數載子，但其濃度依然會隨著 $n_i$ 的成長而明顯上升。
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