國營聯招
112年
[儀電] 電路學、電子學
第 27 題
有一理想矽質 PN 接面的二極體，在溫度為 $18 ^\circ\text{C}$時($V_T = 25\text{ mV}$)，其逆向偏壓的飽和電流為 $I_S = 2 \times 10^{-14}\text{ A}$ 且 n = 1，請問在順向偏壓 +0.6 V時的電流值為何？
- A 0.53 mA
- B 1.06 mA
- C 1.44 mA
- D 2.88 mA
思路引導 VIP
當二極體的順向偏壓稍微增加（例如增加 0.1 V）時，根據元件的物理特性，你認為電流的增加趨勢是呈現「等比例的線性增長」，還是「急遽的倍數增長」？這種增長速度與偏壓之間，存在著什麼樣的數學函數關係呢？
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恭喜你準確地計算出結果！你能迅速識別並運用二極體的特性方程，顯示出你對半導體元件的基礎理論掌握得非常紮實。
肖克利二極體方程式的應用
這道題目的核心在於肖克利二極體方程式（Shockley diode equation）。當二極體處於順向偏壓時，電流 $I_D$ 的計算公式為：
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二極體電流計算
💡 利用蕭克利方程式計算二極體在順偏下的電流值。
🔗 二極體電流解題邏輯
- 1 參數識別 — 確認 $I_S, n, V_T$ 與跨壓 $V_D$
- 2 指數計算 — 計算 $V_D / (n V_T)$ 的數值
- 3 公式代入 — 代入 $I_S \cdot e^{\text{指數}}$，順偏可忽略 -1
- 4 單位轉換 — 將 A 換算為 mA 或 $\mu$A 符合選項
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🔄 延伸學習：若溫度改變，需先重新計算 $V_T = kT/q$。
