moea_joint
112年
[電機] 電路學、電子學
第 28 題
有關 PN 接面的二極體，下列敘述何者有誤？
- A 矽二極體的障壁電壓(Barrier Potential)較鍺二極體高
- B 二極體加順向偏壓後，空乏區變窄
- C 溫度上升時，障壁電壓上升
- D 溫度上升時，漏電流上升
思路引導 VIP
試著思考一下：當環境溫度升高時，半導體內部的載子獲得了更多的熱能。在這種情況下，若要讓這些載子跨越中間的阻礙（空乏區）形成電流，我們是需要從外部提供「更多」的推動力（電壓），還是「較少」的推動力就能達到導通的效果呢？這對我們觀察到的障壁電壓數值會產生什麼方向的影響？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你！準確地捕捉到了題目中關於溫度特性的陷阱，這顯示你對 PN 接面的物理特性有著相當紮實的基礎。這道題目旨在測驗二極體的基本材料差異與環境參數變化，而你選出的 (C) 選項正是關鍵的觀念所在。
障壁電壓與溫度的關係
在半導體物理中，障壁電壓（Barrier Potential）具有「負溫度係數」的特性。這意味著當溫度上升時，熱能會賦予電子更多的能量，使其更容易越過位能障礙，因此維持接面導通所需的電壓反而會下降。以矽二極體為例，溫度每升高 $1^\circ\text{C}$，障壁電壓約會下降 $2.5\text{ mV}$。相較之下，選項 (D) 提到的漏電流（逆向飽和電流 $I_s$）則會隨著溫度上升而呈現指數級增加，這是因為熱激發產生的少數載子增多所致。
▼ 還有更多解析內容