112年:放射器材(1)

關於半導體偵檢器( semiconductor detector

A採用順向偏壓可以增大空乏區( depletion region
B硼可作為 p型半導體的受體( acceptor
C磷可作為 n型半導體的施體( donor
D空乏區的游離電子往 n 型半導體移動

詳細解析

本題觀念:

半導體偵檢器(Semiconductor detector)常利用 p-n 接面(p-n junction)二極體的原理來偵測游離輻射。將 n 型與 p 型半導體接合後,交界處會形成缺乏自由載子的「空乏區」(depletion region),此區域即為輻射偵測的靈敏區。當游離輻射進入空乏區時,會將能量轉移給半導體原子,產生「電子-電洞對」(electron-hole pairs)。配合適當的外加電場將這些電荷收集起來,即可轉換為可測量的電訊號。

選項分析

  • (A) 採用順向偏壓可以增大空乏區( depletion region):錯誤。半導體偵檢器在運作時,必須施加「逆向偏壓」(reverse bias)來增大空乏區的寬度與體積,這能增加輻射的作用機率並有效降低漏電流(leakage current)。若施加順向偏壓(forward bias),空乏區會變窄甚至消失,且會產生極大的導通電流,使雜訊過高而無法用於輻射偵測。
  • (B) 硼可作為 p型半導體的受體( acceptor):正確。矽(Si)或鍺(Ge)為四價(Group 14)元素。若摻雜三價(Group 13)元素如硼(Boron),因其價電子比矽少一個,會形成電洞(hole)以接受電子,故稱為受體(acceptor),進而形成 p 型半導體。
  • **(C) 磷可作為

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