專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全114 年第 53 題單選題
關於半導體偵檢器,下列敘述何者正確?
A游離輻射在半導體偵檢器中產生正負離子對
B正離子受電場影響向負極移動,負離子或電子受電場影響向正極移動
C若無外加偏壓,正負離子易產生再結合
D外加偏壓為逆向偏壓正確答案
D正確答案
半導體偵檢器靠逆向偏壓產生空乏區,游離輻射激發電子-電洞對被收集成訊號。
為什麼答案是 D
正確。半導體偵檢器(如 Ge、Si(Li))必須施加「逆向偏壓 (reverse bias)」以擴大空乏區、降低漏電流,使電子電洞對能被有效收集成為訊號。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 半導體偵檢器靠逆向偏壓產生空乏區,游離輻射激發電子-電洞對被收集成訊號。
關鍵字:半導體→電子電洞對(非離子對)、逆向偏壓(非順向)。
逐選項分析
A✕ 陷阱
錯在「正負離子對」。半導體中游離輻射產生的是「電子-電洞對 (electron-hole pair)」,不是離子對。離子對是氣體偵檢器的用語。
B✕ 陷阱
敘述主體錯誤。半導體中是「電洞」往負極移動、「電子」往正極移動,而非「正負離子」。名詞混用氣體偵檢器概念。
C✕
概念方向對(無偏壓會再結合),但主詞仍用「正負離子」不精確。半導體應稱電子與電洞再結合,因此仍非最佳答案。
D✓ 正確
正確。半導體偵檢器(如 Ge、Si(Li))必須施加「逆向偏壓 (reverse bias)」以擴大空乏區、降低漏電流,使電子電洞對能被有效收集成為訊號。
氣體 vs 半導體偵檢器核心對照
| 項目 | 氣體偵檢器 | 半導體偵檢器 |
|---|
| 作用介質 | 氣體 (Ar、空氣) | 半導體 (Ge、Si) |
| 產生載子 | 正負離子對 | 電子-電洞對 |
| 平均游離能 W | 約 30 eV | 約 3 eV (Ge) / 3.6 eV (Si) |
| 偏壓類型 | 直接施加高壓 | 逆向偏壓 |
| 能量解析度 | 較差 | 極佳(能譜分析首選) |
半導體偵檢器最常被考的陷阱是「載子種類錯植」:它產生的是電子-電洞對,不是氣體游離的正負離子對。出題者會故意把物理過程(像是再結合、漂移收集)寫對,但把載子名稱偷渡成離子,讓只記流程沒記本質的考生中招。判斷準則很簡單:半導體是固態晶格,激發出的一定是電子跟電洞;氣體才會產生離子。只要選項出現「離子」兩字就直接排除,逆向偏壓、空乏區、訊號收集這些流程再正確也沒用。