工程師,太陽能系統夜間因電池電壓高於太陽能板形成「逆向偏壓」,白天發電時則需要「順向偏壓」才能導通。拖曳滑桿連續調整外加電壓(\(-5.0\,\text{V}\) 到 \(+1.2\,\text{V}\)),觀察空乏區寬度、矽二極體導通門檻電壓(\(V_{th}\approx0.7\,\text{V}\))與 I-V 特性曲線的即時變化。
摻雜三價元素(如硼),主要載子為電洞 (+ Hole)。極性連至陽極 (Anode)。
摻雜五價元素(如磷),主要載子為自由電子 (- Electron)。極性連至陰極 (Cathode)。
未外加電壓時,P型與N型接面處的電洞與電子互相擴散結合,形成預設的空乏區(約 20nm)。內部產生的建置電位(矽材約 0.7V)剛好抵銷擴散作用,達到動態平衡。
透過剛才連續微調偏壓的觀察,回答以下觀念問題: