五等-電子工程電子學大意111 年第 2 題單選題
在 $20^{\circ}$ C 時,二極體的切入電壓為 0.6 V,逆向飽和電流為 $I_{s}$ ,當溫度上升至 $40^{\circ}$ C 時,下列何者較為可能?
A切入電壓值下降,逆向飽和電流約為 4Is正確答案
B切入電壓值下降,逆向飽和電流約為 Is/4
C切入電壓值上升,逆向飽和電流約為 4Is
D切入電壓值上升,逆向飽和電流約為 Is/4
A正確答案
二極體溫度上升:切入電壓下降(約-2mV/°C),逆向飽和電流每升溫10°C倍增。
為什麼答案是 A
切入電壓隨溫度上升而下降(約-2mV/°C,升20°C約降40mV);逆向飽和電流Is每升10°C約加倍,升20°C約為原來4倍,完全符合二極體溫度特性。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 二極體溫度上升:切入電壓下降(約-2mV/°C),逆向飽和電流每升溫10°C倍增。
口訣:溫度↑ → Vγ↓、Is↑。升20°C約2²=4倍,故選A。
逐選項分析
A✓ 正確
切入電壓隨溫度上升而下降(約-2mV/°C,升20°C約降40mV);逆向飽和電流Is每升10°C約加倍,升20°C約為原來4倍,完全符合二極體溫度特性。
B✕ 陷阱
切入電壓下降方向正確,但逆向飽和電流方向錯誤。溫度上升時熱激發載子增加,Is應增加而非減少,故Is/4錯誤。
C✕ 陷阱
Is增為4倍正確,但切入電壓方向錯誤。溫度上升使本質載子濃度增加、能隙縮小,切入電壓應下降而非上升。
D✕
兩個方向都錯。切入電壓應下降、逆向飽和電流應上升,此選項完全相反,為最明顯的錯誤選項。
二極體溫度效應重點
| 參數 | 變化方向 | 變化量 | 原因 |
|---|
| 切入電壓 Vγ | 下降 ↓ | 約 -2 mV/°C | 能隙縮小、熱載子增加 |
| 逆向飽和電流 Is | 上升 ↑ | 每 +10°C 約加倍 | 熱激發少數載子增多 |
| 順向壓降 VD | 下降 ↓ | 約 -2 mV/°C | 同 Vγ 機制 |
| 本題升 20°C | Vγ↓, Is↑ | Is ≈ 2² = 4 倍 | 10°C 倍增法則 |
本題最大陷阱是『方向記反』。很多考生記得兩者都會變,但搞混誰升誰降。關鍵口訣:Vγ 與 Is『一下一上』,因為熱能讓半導體更容易導通(Vγ↓)也讓漏電更嚴重(Is↑)。