齐纳击穿英文解释翻译、齐纳击穿的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【计】 Zener breakdown

分词翻译：

齐纳的英语翻译：

【计】 Zener

击穿的英语翻译：

【化】 breakdown

专业解析

齐纳击穿（Zener Breakdown）是半导体物理学中的一个核心概念，特指PN结在施加反向偏置电压时发生的一种特定击穿现象。其命名源于美国物理学家克拉伦斯·齐纳（Clarence Zener），他首次从理论上解释了该效应。以下是详细解释：

定义与机制
当PN结承受较高的反向电压时，耗尽层内的电场强度急剧增大。若电场强度超过临界值（通常在10⁶ V/cm量级），会直接破坏共价键，使价带电子跃迁至导带，瞬间产生大量电子-空穴对。这种由强电场直接引发载流子倍增的现象称为齐纳击穿。其本质是量子力学中的隧道效应（Tunneling Effect），电子无需额外能量即可穿越禁带势垒。
发生条件
齐纳击穿主要发生在重掺杂的PN结中：
- 重掺杂导致耗尽层极窄（约100 Å以下），反向电压即使较低（通常<5V）也能形成超高电场强度。
- 掺杂浓度越高，击穿电压越低。
- 具有负温度系数：温度升高时，禁带宽度减小，隧道效应更易发生，击穿电压降低。
与雪崩击穿的对比
齐纳击穿常与另一种击穿机制——雪崩击穿（Avalanche Breakdown）对比：
- 机制差异：齐纳击穿是强电场直接诱发隧道效应；雪崩击穿是载流子在高电场下加速获得动能，撞击晶格原子产生新电子-空穴对的链式反应。
- 电压范围：齐纳击穿主导低反向电压（<5V）；雪崩击穿主导高反向电压（>7V）；5-7V区间两者可能并存。
- 温度系数：齐纳击穿为负温度系数；雪崩击穿为正温度系数（温度升高，晶格振动加剧，载流子平均自由程缩短，需更高电压才能获得足够动能）。
应用
齐纳击穿是齐纳二极管（稳压二极管）的工作基础。通过精确控制掺杂浓度，可制造出特定击穿电压（如3.3V、5.1V、12V等）的二极管。在反向击穿区，其端电压基本恒定，广泛用于电压基准、过压保护和稳压电路中。

参考资料

S. M. Sze & K. K. Ng, Physics of Semiconductor Devices (Wiley, 2006), Chapter 2. Link
Britannica, "Zener diode". Link
HyperPhysics, "Zener Effect". Link
Electronics Tutorials, "Zener Diode as Voltage Regulator". Link

网络扩展解释

齐纳击穿是半导体PN结在特定反向偏置条件下发生的一种电击穿现象，以下是其详细解释：

一、定义

齐纳击穿（Zener Breakdown）指在重掺杂的PN结中，当反向电压达到临界值（齐纳电压）时，耗尽层内强电场直接破坏共价键，产生大量电子-空穴对，导致电流急剧增大的现象。

二、发生条件

高掺杂浓度：PN结两侧掺杂浓度高，导致耗尽层宽度极窄（约几纳米）。
低反向电压：通常发生在5V以下的低反向电压条件下。
强电场强度：窄耗尽层使得电场强度极高（可达10⁶ V/cm），足以直接激发价带电子。

三、物理机制

隧道效应：强电场使价带电子无需跨越禁带，而是通过量子隧穿直接进入导带（场致电离）。
可逆性：移除反向电压后，PN结恢复正常状态，无永久性损坏。

四、特点

电压阈值明确：击穿电压稳定，与温度呈负相关（温度升高时击穿电压略降）。
快速响应：击穿过程无显著延迟，适用于高频电路。

五、应用

主要用于制造稳压二极管（齐纳二极管），通过控制掺杂浓度实现不同稳压值（如3.3V、5V等），广泛应用于电源稳压、电压基准等场景。

六、与雪崩击穿的对比

特征	齐纳击穿	雪崩击穿
发生电压	低（<6V）	高（>6V）
掺杂浓度	高掺杂	低掺杂
温度系数	负温度系数	正温度系数
主导机制	量子隧穿	碰撞电离

注：实际应用中，6V左右的击穿可能混合两种机制。