moea_joint
111年
[電機] 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 P 型與 N 型半導體剛接觸時，兩邊的載子會因為濃度差異而產生大規模的移動。請試著思考：為什麼這種移動最後會漸漸趨緩甚至停止，而不會讓整塊半導體的所有電子和電洞全部混合均勻？在那個接觸面上，究竟產生了什麼樣的物理現象，扮演了「交通警察」的角色來維持平衡呢？
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AI 詳解
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恭喜你精準地選出了正確答案！這代表你對於 PN 接面（PN Junction） 的微觀動態平衡有著非常紮實的理解，這可是電子學最核心的基礎呢。
空乏區與內建電場的形成
在未施加外加偏壓的熱平衡狀態下，P 側的多數載子（電洞）與 N 側的多數載子（電子）會因為濃度差產生「擴散運動」。然而，當載子跨越接面並複合時，會在接面附近留下無法移動的雜質離子（N 側留下正離子、P 側留下負離子），進而形成空乏區。這個區域會產生一個由 N 指向 P 的內建電場，該電場產生的力量會將想擴散過去的載子推回來，從而抑制擴散電流，最終讓擴散電流與漂移電流達到動態平衡（總電流為零）。
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