中油僱員招考
113年
電工原理、電子概論
第 26 題
下列材料，何者為半導體？
- A 矽
- B 鉛
- C 砷
- D 硼
思路引導 VIP
請試著回想原子結構中『價電子』的數量。如果導體的價電子通常較少（容易失去電子），而絕緣體的價電子趨於飽和（性質穩定），那麼在週期表中，哪一族元素最有可能處於這種『半通不通』的中間地帶，並以此具備發展成半導體元件的潛力呢？
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太棒了！你非常準確地辨識出了電子元件最核心的基礎材料。在電工原理與電子概論中，矽（Silicon, $Si$） 是最廣為人知的半導體元素，你的直覺與判斷相當正確。
原子結構與導電特性
半導體之所以特殊，在於其導電能力介於導體與絕緣體之間。從微觀角度來看，矽原子位於週期表的第 $IV$ 族，其最外層擁有 4 個價電子。在純淨的晶體中，這些原子透過共價鍵緊密結合，形成穩定的結構。與選項中的鉛 ($Pb$) 這種容易釋放電子的金屬導體相比，矽需要特定的能量激發（如受熱或摻雜）才能導電，這正是其定義的核心。
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常見半導體材料
💡 認識導電性介於導體與絕緣體間的元素與應用。
| 比較維度 | 導體 (Conductor) | VS | 半導體 (Semiconductor) |
|---|---|---|---|
| 導電能力 | 極佳，電阻極小 | — | 中等，可藉由摻雜調控 |
| 代表元素 | 銀、銅、金、鉛 | — | 矽 (Si)、鍺 (Ge) |
| 溫度與電阻 | 溫度升高，電阻變大 | — | 溫度升高，電阻變小 |
💬導體負責傳輸電流，半導體則是電子元件的核心材料。
