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地特三等申論題 114年 [電子工程] 半導體工程

第 二 題

📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (二)

(二)一個實際的矽p-n接面二極體在順偏導通狀態下,有那些電流成分?(8 分)

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題目強調「實際的」矽 p-n 接面二極體,且在「順偏」狀態。回想理想二極體方程式中的電流成分,再考慮「實際元件」中額外產生的非理想電流成分(通常與空乏區有關)。將這些主要成分列舉出來。建議作答時間3-4分鐘。

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【考點分析】本題考點在於區分「理想二極體」與「實際二極體」在順向偏壓下的電流組成,特別是要點出空乏區的復合效應。 【理論/法規依據】Shockley 理想二極體方程式、空乏區復合電流理論(SRH復合)。 【分析與論述】

小題 (一)

(一)在半導體晶格中,載子具有那二種主要的傳輸機制?(4 分)

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考驗對半導體中載子運動基本機制的認識。思考載子在半導體中移動,一種是因為「外加電場」引起的移動,另一種是因為「濃度梯度」引起的移動。直接寫出這兩種機制的專有名詞。建議作答時間1-2分鐘。

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【考點分析】本題考查半導體載子傳輸的最基本物理機制。 【理論/法規依據】半導體載子傳輸理論。 【分析與論述】

小題 (三)

(三)請說明各電流形成之機制。(8 分)

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延續上一小題,針對列出的電流成分,分別詳述它們是「如何產生」的。擴散電流要結合「順偏降低位能障壁」及「少數載子注入」來解釋;復合電流則要說明在空乏區內載子的動態(SRH復合)。建議時間配置:兩種機制各花 3 分鐘論述。

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【考點分析】要求考生深入理解順向偏壓下,能帶變化與載子動態如何對應到巨觀的電流成分。 【理論/法規依據】少數載子注入模型、濃度梯度與擴散定律(Fick's Law)、SRH 復合機制。 【分析與論述】