Q42.
關於砷化鎵（GaAs）與矽半導元件之特性比較，下列敘述何者正確？
數位電子 · 甲級 · 零組件 · Q42
難易度分析
4 / 5
題目要求同時選出三項正確特性，需要考生對 GaAs 與 Si 之物性差異有完整且準確的掌握，並能排除能隙大小的誤導。此種多重選擇結構、概念區分與排除陷阱，屬於高難度評估範圍。
正確答案 (複選)：①, ②, ③
- ① 砷化鎵有較大的輸出電流:砷化鎵（GaAs）的電子遷移率約為矽的 5~6 倍，在相同元件尺寸下可承載更高的電子飽和漂移速度，因此能提供較大的輸出電流密度。
- ② 砷化鎵元件有較高的互導係數:互導（Transconductance, gm）與載子遷移率成正比，GaAs 的高電子遷移率使其 MESFET 或 HEMT 元件具有較高的互導係數，有利於高頻放大應用。
- ③ 砷化鎵有較快的操作速度:GaAs 的電子遷移率高且寄生電容較小，元件的截止頻率（fT）與最高振盪頻率（fmax）均優於矽元件，因此具備較快的操作速度，廣泛應用於微波與毫米波電路。
錯誤選項解析
- ④ 砷化鎵有較低的能隙:此敘述錯誤。GaAs 的能隙（Bandgap）約為 1.42 eV，實際上比矽的 1.12 eV 更大而非更低。較大的能隙使 GaAs 具備較佳的高溫操作穩定性與較低的漏電流。
Learning Tip
"本題核心考點為 GaAs 與 Si 的材料特性差異：GaAs 的優勢在於高電子遷移率帶來的高頻高速特性，常見陷阱是將能隙大小與遷移率概念混淆。實務上 GaAs 因成本較高且晶圓尺寸較小，主要用於射頻（RF）與光電元件領域，而非取代矽於數位 IC 的主流地位。"
學員答題分佈
①砷化鎵有較大的輸出電流0%
②砷化鎵元件有較高的互導係數0%
③砷化鎵有較快的操作速度0%
④砷化鎵有較低的能隙0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！