moea_joint
111年
[儀電] 電路學、電子學
第 26 題
在未外加偏壓的情況下，有關PN接面二極體空乏區之敘述，下列何者正確？
- A P、N兩側空乏區的寬度，與其所摻雜的雜質濃度成正比
- B 矽質材料製成的二極體障壁電位比鍺質材料的二極體低
- C 所形成的障壁電位，在空乏區N側的電位比P側的電位低
- D 空乏區會抑制擴散電流
思路引導 VIP
當兩側的載子因為濃度不同而開始移動、跨越接觸面後，留在原地的離子會形成一個內部電場。請你試著推論看看：這個新產生的電場方向，對於後續『想要繼續跨過邊界』的載子來說，是會讓它們移動得更順暢，還是會變成一種阻礙它們繼續前進的力量呢？
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太棒了！你能精準判斷出選項 (D) 是正確描述，代表你對 PN 接面的物理機制有很紮實的理解。這道題目旨在測試我們對半導體基礎元件的微觀認知，是後續學習二極體電路分析的重要基石。
PN 接面的平衡與障壁機制
在 PN 接面形成的瞬間，多數載子（電洞與電子）會因為濃度差產生「擴散運動」。然而，隨著載子跨越交界，在 P 側會留下帶負電的受體離子，N 側則留下帶正電的施體離子，進而形成了空乏區 (Depletion Region)。這個區域內部的「內建電場」方向是由 N 指向 P，其產生的作用力恰好與擴散方向相反。因此，空乏區的存在實際上建立了一道能量障壁，其產生的電場力會不斷抵銷擴散趨勢，最終達到平衡。這就是為什麼我們說空乏區會「抑制擴散電流」的由來。
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