專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全110 年第 53 題單選題
半導體偵檢器的有效偵檢區域(sensitive volume)為何?
C正確答案
半導體偵檢器靠 PN 接面形成的「空乏區(depletion region)」收集電荷,這才是真正的有效偵檢區域。
為什麼答案是 C
PN 接面施加逆向偏壓後,接面附近形成沒有自由載子的空乏區。輻射在此產生電子-電洞對並被電場分離收集成訊號,故空乏區即有效偵檢區域。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 半導體偵檢器靠 PN 接面形成的「空乏區(depletion region)」收集電荷,這才是真正的有效偵檢區域。
記口訣:「半導體看空乏,閃爍才看晶體」。有 depletion region 字眼就選空乏區。
逐選項分析
A✕
N 型半導體只是構成 PN 接面的一側(多數載子為電子),本身不是收集訊號的有效區域,輻射在此產生的電荷對訊號貢獻有限。
B✕
P 型半導體為 PN 接面另一側(多數載子為電洞),同樣只是材料組成的一部分,並非真正的感測區。
C✓ 正確
PN 接面施加逆向偏壓後,接面附近形成沒有自由載子的空乏區。輻射在此產生電子-電洞對並被電場分離收集成訊號,故空乏區即有效偵檢區域。
D✕ 陷阱
閃爍區屬於閃爍偵檢器(如 NaI(Tl))的概念,輻射使晶體發光再經光電倍增管放大,與半導體偵檢器的電荷收集機制無關,屬名詞偷換陷阱。
半導體偵檢器結構與作用
| 區域 | 性質 | 是否為有效偵檢區 | 說明 |
|---|
| N型 | 多數載子電子 | 否 | 接面一側材料 |
| P型 | 多數載子電洞 | 否 | 接面另一側材料 |
| 空乏區 | 無自由載子、高電場 | 是 | 收集電子-電洞對成訊號 |
| 閃爍區 | 屬閃爍偵檢器 | 否 | 與半導體無關 |
選項 D「閃爍區」是閃爍偵檢器的概念,被混入半導體偵檢器題目中。考生若只看到「偵檢」字眼易誤選,須分清半導體靠空乏區收集電荷、閃爍偵檢器靠晶體發光兩種不同機制。