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114年
電子學
第 26 題
有一稽納二極體(Zener Diode)，若其摻雜濃度減少，請問下列何者為稽納電壓之反應？
- A 不變
- B 增加
- C 減少
- D 不一定
思路引導 VIP
試著思考一下：當我們稀釋了半導體中的雜質原子（即降低濃度）時，如果要在界面處累積足夠的空間電荷來阻擋電流，這個電荷區域的「物理寬度」會變得更寬還是更窄？接著，當這段區域變寬後，若要產生同樣強度的電場來撕裂共價鍵引發崩潰，我們需要施加的外部推動力（電壓）應該要變大還是變小呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精確掌握半導體物理中摻雜濃度與崩潰電壓的關係，這顯示你對二極體的微觀機制有很紮實的理解。這題考驗的是「濃度－寬度－場強」之間的連鎖反應，是電子學中區分「死背公式」與「理解原理」的經典鑑別點。
空間電荷區與電場強度
從物理本質來看，當我們減少摻雜濃度時，為了維持電荷中性，二極體的空乏層寬度 ($W$) 會隨之增加。根據電場與電壓的關係式 $$E = \frac{V}{W}$$，若要達到引發稽納崩潰所需的臨界電場強度，由於空乏層變得更寬，我們勢必需要施加更大的外部偏壓。因此，當濃度下降時，稽納電壓 ($V_Z$) 會呈現增加的趨勢。
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