高考申論題
114年
[電子工程] 半導體工程
第 一 題
📖 題組：
二、(一)在半導體晶格中，載子具有那二種主要的傳輸機制？（4 分） (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） (三)請說明各電流形成之機制。（8 分）
二、(一)在半導體晶格中，載子具有那二種主要的傳輸機制？（4 分） (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） (三)請說明各電流形成之機制。（8 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
在半導體晶格中，載子具有那二種主要的傳輸機制？（4 分）
思路引導 VIP
看到「載子傳輸機制」，應立即聯想到半導體總電流密度方程式。載子運動的兩大物理驅動力分別為「外加電場」與「濃度梯度」，由此即可精確點出漂移（Drift）與擴散（Diffusion）兩種核心機制。
小題 (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）
思路引導 VIP
看到「實際」二字是解題關鍵，絕不能只答理想二極體的擴散電流。考生應立刻聯想到空乏區內的產生-復合（Generation-Recombination）機制，寫出順偏狀態下的兩大核心電流：準中性區的「擴散電流」與空乏區的「復合電流」，並可適度補充高注入效應或表面漏電流以獲取高分。
小題 (三)
請說明各電流形成之機制。（8 分）
思路引導 VIP
看到本題，應先回想上一題指出的兩種實際電流成分：擴散電流與復合電流。作答時需緊扣「載子如何運動（注入與擴散）」以及「載子如何消失（空乏區內陷阱復合）」，並加上對應的驅動力（位障降低、濃度梯度）來完整闡述物理機制。
載子傳輸與 PN 接面電流
💡 載子經由漂移與擴散移動，PN接面順偏包含擴散與復合電流。
| 比較維度 | 漂移電流 (Drift Current) | VS | 擴散電流 (Diffusion Current) |
|---|---|---|---|
| 驅動力 | 外加電場 (Electric Field) | — | 濃度梯度 (Concentration Gradient) |
| 物理參數 | 遷移率 (Mobility) | — | 擴散係數 (Diffusivity) |
| 遵循規律 | 歐姆定律 (Ohm's Law) | — | 菲克定律 (Fick's Law) |
💬兩者共同構成半導體總電流，並透過艾因斯坦關係式彼此連結。
