Dept. of Electronic Engineering
Chien Hsin University of Science and Technology
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電子工程系
電子工程系
電子工程系
電子工程系 王信福
王信福
王信福
王信福 老師
老師
老師
老師
2014/12/11
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2014/12/11
2014/12/11
LED
LED
LED
LED工程師基礎能力鑑定測驗
工程師基礎能力鑑定測驗
工程師基礎能力鑑定測驗
工程師基礎能力鑑定測驗
(PART I
(PART I
(PART I
(PART I：
：
：
：LED
LED
LED
LED元件與產業概況
元件與產業概況
元件與產業概況
元件與產業概況)
))
)
模擬試題
模擬試題
模擬試題
模擬試題
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一、選擇題(單選)：
1.
(
D
) 下列對 LED 的描述，何者為誤？（A） 中文我們翻譯為發光二極體（B）
是 Light Emitting Diode 的縮寫（C）是一種會發光的半導體元件（D）並不具
備整流二極體的特性。
2.
(
A
) 有關發光二極體(LED)發展歷史，在西元 1907 年，下列那位是第一次在
一塊碳化矽(SiC)裡觀察到電激發光(electroluminescence)現象，此為第一顆發
光的 LED？（A）Henry Joseph Round（B）George Destiau（C）Heinrich Welker
（D）Holonyak
3.
(
D
) 在西元 1962 年，誰發明了第一顆採用 GaAsP 為發光材料，可以發出紅
光。也因此被稱為可見光 LED 之父？（A）Henry Joseph Round（B）George
Destiau（C）Heinrich Welker（D）Holonyak。
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4.
(
C
) 下列何者製作出第一顆藍光 LED 與藍光 LD，因此被稱為藍光 LED 與藍
光 LD 之父？（A）Henry Joseph Round（B）George Destiau（C）中村修二(Shuji
Nakamura)（D）Holonyak。
5.
(
B
)下列何者不是 LED 的優點及特性？（A）省電（B）響應快（C）環保（D）
頻寬窄。
6.
(
A
)在 CNS 15233〔LED 道路照明燈具〕國家標準中，其量測條件，所謂的
穩定狀態為待測 LED 經 60 分鐘以上之點亮時間後，在累計多少時間內於正
向 90
°
下方之單點光強度及消耗功率之讀值變動率(即(最大值-最小值)/平均值
不超過 0.5%時，視為已達熱平衡之狀態？（A） 30 分鐘（B）60 分鐘（C）
90 分鐘（D）120 分鐘。
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7.
(
D
)在 CNS 15233〔LED 道路照明燈具〕國家標準中，枯化點燈(aging)為 LED
路燈於輸入端子間施加額定輸入頻率之額定電壓，在室內自然無風之狀態下
持續點燈多少小時？（A）100（B）500（C）800（D）1000。
8.
(
D
)在 CNS 15233〔LED 道路照明燈具〕國家標準中，LED 路燈完成枯化點
燈後，在常態下持續點燈，於 3,000 小時後（ 不含枯化點燈之 1,000 小時） 之
光束維持率不得低於多少%？（A）88（B）90（C）91（D）92。
9.
(
C
) 所謂的費米能階
F
E
(Fermi level)為電子出現機率為多少時之能階？（A）
10%（B）25%（C）50%（D）100%。
10.
(
A
) 本質半導體材料(intrinsic semiconductor) 若掺入三價原子(例如：B)，
則可產生電洞，此時我們稱此掺雜後的半導體為（A）P－type（B）N－type
（C）純半導體（D）以上皆非。
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11.
(
D
) 下列對常用的半導體材料的描述何者有誤？（A）Si 比 Ge 之 Eg 大（B）
就暗電流而言，Si 比 Ge 之較小（C）Si 在製造元件時，很容易長成良好的氧
化層（D）就切入電壓而言，Si 比 Ge 來得小。
12.
(
B
) 下列對導體、半導體、絕緣體的能帶、能隙之描述何者有誤？（A）
半導體材料的能隙值為介於導體與絕緣體之間（B）導體的能隙為正（C）絕
緣體的能隙值最大（D）導體的能隙最小。
13.
(
D
) 下列對理想二極體之描述何者有誤？（A）切入電壓 V
r
→
0（B）順向
偏壓電阻 R
f
→
0（C）逆向偏壓電阻 R
r
→∞
（D）逆向偏壓電阻 R
r
→
0。
14.
(
B
) 當二極體偏壓(逆向)甚大時逆向電流會突然大增，此現象稱為甚麼？
（A）飽和(Saturation)（B）崩潰(Breakdown)（C）電流增益(Current gain)（D）
回授（Feedback）
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15.
(
B
) 當二極體逆偏時，空乏區之接面處之強電場直接破壞共價鍵而扯出大
量新載子，此現象稱為？（A）累增崩潰（B）稽納崩潰（C）穿透（D）集膚
效應。
16.
(
C
) 下列敘述，何者為誤？（A）在間接能隙的狀況下，電子在傳導帶與
共價帶間之能量轉移時，必須伴隨著晶體動量改變的情形下才得以進行。
（B）
具有間接能隙的半導體材料無法直接用來製作高效率的發光二極體。
（C）採
用間接能隙半導體作為發光層或吸收層(即為主動層)，其電能轉換為光能之效
率比採用直接能隙半導體來得佳。
（D）以間接能隙半導體，(例如:採用 GaP)
作為主動層，我們可以將氮(N)加入 Gap，使其產生一個復合中心，而使電子
和電洞在復合中心結合，以產生光子。
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17.
(
A
) 所謂的 LED 之發光效率，定義為：
（A）內部量子效率(internal quantum
efficiency)與 LED 的光萃取效率(extraction efficiency)的乘積。
（B）(每秒放射
到自由空間的光子數)除以(每秒從主動區射出的電子數)。
（C）(輻射到外界的
光功率)除以(提供給 LED 的電功率)。
（D）(每秒從主動區放射出的光子數) 除
以(每秒注入到 LED 的電子數)。
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18.
(
D
) 為了設計 LED 穩流電路及調光電路，我們可採用脈衝寬度調變(Pulse
width modulation, PWM)來進行調光及混光控制。以下有關脈衝寬度調變之敘
述何者為真？（A）PWM 的工作原理，就是以定電壓的方式，改變工作週期
(Duty cycle) 的正脈波寬度即可改變其光通量。
（B）PWM 的工作原理，就是
以定電流的方式，改變工作週期 (Duty cycle) 的負脈波寬度即可改變其光通
量。
（C）PWM 的工作原理，就是以定電流的方式，改變工作頻率的負脈波寬
度即可改變其光通量。
（D）PWM 的工作原理，就是以定電流的方式，改變工
作週期 (Duty cycle) 的正脈波寬度即可改變其光通量。
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19.
(
C
) 當我們將多顆 LED 串聯予以驅動時，以下那種情況為誤？（A）正向
電壓與電流均必須匹配，這樣才能產生一致的亮度。
（B）當 LED 的一致性差
別甚大時，分配在不同 LED 的兩端電壓會不同。
（C）如採恆流方式驅動 LED
時，當某一 LED 因品質不良而短路時，所有的 LED 皆不會亮。（D）當某一
LED 因品質不良而斷開時，所有的 LED 皆不會亮。
20.
(
A
) 全球第一顆可見光 LED 商品，為下列何種材料製成?(A) GaAsP (B)
InGaN (C) GaAs (D) Si。
21.
(
B
) 相較於白熾燈泡，下列何者不是 LED 照明光源的優點?(A) 較省電 (B )
每瓦之流明數( lm / W ) 較高 (C)演色性較佳( D ) 使用壽命較長。
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22.
(
D
) 最先被研製出的白光 LED 商品，其原理為? (A) 以紫外光 LED 激發
紅 / 綠 / 藍 三 種 螢 光 粉 (B) 組 合 紅 / 綠 / 藍 三 種 LED (C) 綠 光 LED 搭 配
Y202S:Eu 紅光螢光粉 (D) 藍光 LED 搭配 Cr:YAG 黃光螢光粉。
23.
(
D
) 以下何者為白光 LED 元件生產過程所需原物料? (A) 螢光粉 (B) 藍
寶石基板 (C) 氯氣 (D)以上皆是。
24.
(
D
) 下列何種方式可製作白光 LED? (A) 由紅、綠、藍 LED 合成 (B) 由
藍光 LED 和黃色螢光粉 (C) 紫外光 LED + RGB 螢光粉 (D) 以上皆可。
25.
(
C
) 螢光粉在材料上是屬於固態發光材料，其粉體在吸收電磁輻射而發光
稱為? (A) 黑體輻射 (B) 電激發光 (C) 光激發光 (D) 以上皆非。
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26.
(
A
) LED 使用高折射率的封裝材料，主要是有助於? (A) 提高光取出效率
(B) 提高封裝材料的還光度 (C) 降低封裝材料的熱阻 (D) 降低溫度對封裝
材料的影響。
27.
(
D
) 下列何者不是 LED 常用的磊晶方法。(A) 液相磊晶法( LPE ) (B) 氣
相磊晶法( VPE ) (C) 有機金屬氣相磊晶法(MOCVD ) (D) 分子束磊晶法
(MBE )。
28.
(
C
) LED 發光波長與顏色的配對以下何者正確? (A) 波長 470，發紅光 (B)
波長 530，發藍光 (C)波長 580，發黃光 (D) 波長 630，發綠光。
29.
(
C
) 紫外光 LED 的應用有哪些，其中何者為非? (A) 光樹脂硬化 (B)光觸
媒空氣清淨機 (C) 紙鈔辨識用 (D) 光纖通訊。
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30.
(
D
) 未來 LED 照明市場發展的關鍵與以下何者較無關連? (A) 成本更低
(B) 照明品質與光效更好 (C) 系統可靠度更高 (D) RG.B 色彩更飽合。
31.
(
D
)目前白熾燈泡正慢慢面臨淘汰的命運，下列敘述何者為非? (A) 白熾
燈為熱光源 (B) 台灣推出 585 自熾燈泡落日計畫 (C) 白熾燈泡所產生的二
氧化碳大幅高出 LED (D) LED 比白熾燈泡的演色性高。
32.
(
C
) 1962 年， Nick Holonyk Jr. 和 Bevacqua 在應用物理期刊發表了使用
以下何種材料做出第一顆發出可見光的紅光 LED? (A) SiC (B) ZnS (C)
GaAsP (D) GaN。
33.
(
D
) LED 封裝的填充材料須滿足多種條件，下列何者為非? (A) 高穿透率
(B) 與 LED 半導體較接近的折射係數 (C) 高溫穩定性 (D) 高導電性。
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34.
(
B
) 紫外光 LED 近年來常使用在特殊照明，而以下波段何者屬於紫外光?
(A) 1.6~ 2.2µm (B) 315~390nm (c) 1310~1500nm (D) 0.55-0.75µm。
35.
(
D
) LED 晶粒面積 1mmX 1mm 與何足寸最為接近? (A) 10mil X 10mil
(B) 20mil X 20mil (C) 30milX30mil (D) 40mil X 40mil。
36.
(
A
) LED 基礎的光與電特性，主要由封裝中的哪一部份決定? (A) 晶粒
(B) 銀膠 (C)支架 (D) 透鏡。
37.
(
D
) 試問 LED 封裝的目的何者為非? (A) 可以保護晶片防禦輻射、水
氣、氧氣 (B) 提高 LED 晶粒的光取出效率 (C) 提供 LED 晶粒良好散熱機
構，以增加產品壽命 (D) 便於包裝運送。
38.
(
B
) 下列何種固晶材料的散熱效果最好? (A) 銀膠 (B) AuSn 合金 (C)環
氧樹脂 (D) 矽膠。
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39.
(
B
) 以下何者對於 LED 晶粒的散熱沒有幫助? (A) 降低封裝熱阻 B) 提
升一次光學萃取效率 C) 提升元件光電轉換效率 D) 使用大面積單顆晶粒。
40.
(
D
) 下列何者方式不可能產生白光? (A) UV 晶片激發螢光粉 (B) 多色
晶片混光 (C)藍光晶片激發螢光粉 (D) 紅光晶片激發螢光粉。
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二、填充題：
1.
設計 LED 之電源電路相當重要，由於 LED 為一個
電流
驅動的低電壓單向
導通的元件，所以 LED 的驅動器應該具有直流控制、高效率、脈衝寬度調變
（PWM, Pulse Width Modulation）調光及過壓保護等等特點。
2.
在 CNS 15233〔LED 道路照明燈具〕國家標準中，有關防塵防水之特性要求，
依 CNS 14335 第 9 節之規定， 對 LED 路燈進行防塵防水試驗，LED 路燈
之發光室須符合
IP65
， 控制室須符合
IP54
。
3.
半導體材料於高溫
k
0
o
時，價電子吸收足夠熱能，即游離成一
自由電子
，所形
成之空位即稱為
電洞
。
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4.
發光二極體(Light - Emitting Diodes) 的基本結構是一個
PN
接面的二極
體，工作原理為
順向
偏壓操作時，電子電洞對(Election-Hole Pair，EHP)，
之復合情形下，而放射出光子，而此放射出之光子近似於能隙能量(E
g
)。
5.
當 LED 加上順向偏壓 V 時，外加之電壓會反抗內建電位(Built- in Voltage，或
稱空乏電位)V
o
，使得位能障璧電壓=
E(V
o
-V)
。如此，允許在 N 側的電子擴
散到 P 側(或是說被注入到 P 側)，於是大量地與空乏區的多數載子復合
(Recombination)，並以
瞬時自發輻射(Spontaneous Emission)
方式放出相當於
能隙能量(E
g
)的光子。此主要復合會發生在空乏區內並延伸到電子擴散長度(
P
L
在 P 側所涵蓋的體積中，我們將此復合區稱之為
主動
區。
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