申論題

內建電位（Built-in potential）是指pn二極體中的空乏區內部存在的自然電位差。它的形成和空乏區的形成有密切的關係。以下是內建電位的來由：

摻雜引起的能級差異：在p型和n型半導體中，由於摻雜濃度和種類的不同，它們的費米能級（Fermi level）會有所不同。p型半導體的費米能級接近價帶頂端，而n型半導體的費米能級接近導帶底端。

電荷重新分佈：當p型和n型半導體結合在一起時，由於費米能級的不同，電子從n型區域擴散到p型區域，電洞則從p型區域擴散到n型區域。這導致了pn接面附近的空乏區的形成。

內建電場的產生：由於擴散過程中的電荷重新分佈，pn接面兩側會產生正和負不動電荷，形成一個電場方向指向n型區域。這個電場就是內建電場。

內建電位的形成：這個內建電場會產生一個電位差，稱為內建電位。它是pn二極體在平衡狀態下的自然電位差，通常在0.5到0.7伏特之間（取決於材料和摻雜濃度）。

內建電位的主要作用是阻止更多的電荷擴散，保持二極體在無外加偏壓下的平衡狀態。它同時也是決定二極體特性的重要因素，例如，當外加正向偏壓小於內建電位時，二極體不導通；當外加正向偏壓大於內建電位時，二極體開始導通。