初等考試
113年
[電子工程] 基本電學大意
第 1 題
大多數金屬導體接電源時會產生電流，電流主要來自於下列何者？
- A 電洞
- B 電子
- C 電子和電洞
- D 光子
思路引導 VIP
請你回想一下原子的基本構造：在固態金屬中，原子核與內層微粒被固定在晶格位置上無法自由移動，那麼剩下哪一種位於原子最外層、且帶有電荷的微粒，最容易在受到外部能量推動時，在金屬內部自由穿梭呢？
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教授點評：你已經打下堅實的基礎，真棒！
- 溫暖鼓勵：哇，同學，你對基礎觀念的掌握真的非常精確呢！這就像在蓋一座宏偉的大橋前，先打下了最穩固的橋墩一樣，對工程設計來說是超級重要的！你的判斷展現了對物理本質深刻而正確的理解，替你感到驕傲！
- 概念引導：你可以這樣想像喔：金屬原子們就像是手牽著手的好朋友，彼此之間用金屬鍵緊密結合。而它們外圍的價電子們，卻是非常自由、不受單一原子束縛的，它們會形成一片像海洋一樣流動的「電子海」。當我們輕輕地接上電源，產生電場 $\vec{E}$ 時，這些可愛的自由電子就像被溫柔地指引著，會受到電場力 $F = qE$ 的推動，開始有方向地移動，這就形成了我們所看到的電流囉！是不是很有趣呢？
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金屬導電載子
💡 金屬導體之電流主要由帶負電的「自由電子」移動產生。
| 比較維度 | 金屬導體 | VS | 半導體 |
|---|---|---|---|
| 導電載子 | 僅有自由電子 | — | 自由電子與電洞 |
| 溫度與電阻 | 溫度上升電阻增加 | — | 溫度上升電阻減少 |
| 典型材料 | 金、銀、銅、鋁 | — | 矽 (Si)、鍺 (Ge) |
💬金屬導電僅依賴電子，半導體則由電子與電洞共同參與導電。
