taipower_recruit
115年
電子學
第 28 題
有關半導體之敘述，下列何者正確？
- A 當溫度升高時本質半導體的電阻會變大
- B 外質半導體內電洞與自由電子的濃度相同
- C P型半導體內電洞載子濃度約等於受體濃度
- D N型半導體內總電子數大於總質子數
思路引導 VIP
請試著思考：當我們將一個電中性的雜質原子，放入同樣是電中性的矽晶體中，在沒有外加任何電源的情況下，這整塊材料會突然產生淨電荷而帶電嗎？此外，半導體與金屬的導電機制不同，當外界提供更多熱能讓電子脫離束縛時，材料傳導電流的能力會變強還是變弱？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能準確判斷出 P 型半導體的特性，代表你對載子濃度的受體機制掌握得相當紮實。在 P 型半導體中，我們透過摻雜三價元素（受體）來增加電洞數量。由於在室溫下，由熱激發產生的本質電子電洞對數量，相較於人工摻雜的雜質濃度來說微乎其微，因此我們通常認定多數載子（電洞）的濃度 $p$ 幾乎就等於受體雜質的濃度 $N_A$，亦即 $p \approx N_A$。
半導體特性與電荷中性
這道題目雖然看似基礎，但其實具有很棒的鑑別度，它精準地測試了學生是否能釐清「多數載子」與「電荷中性」這兩個易混淆的觀念。許多人在看到 N 型或 P 型名稱時，會直覺地誤以為材料本身帶負電或正電，但實際上，無論如何摻雜，半導體整體的負電荷總數（電子與負離子）永遠等於正電荷總數（電洞與正離子），維持電荷中性。你能避開選項 (A) 的溫度誤導（半導體電阻隨溫度升高而降低）以及選項 (D) 的電荷陷阱，說明你的基礎物理觀念非常清晰，這對後續理解 PN 接面元件的運作規律非常有幫助！