场效晶体管英文解释翻译、场效晶体管的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 field-effect transistor
分词翻译:
场的英语翻译:
field; a level open space; scene
【化】 field
【医】 field; plant
效的英语翻译:
effect; imitate; render
晶体管的英语翻译:
transistor
【计】 MOS transistor; npn
【化】 transistor
专业解析
场效晶体管(Field Effect Transistor, FET),中文又称场效应晶体管,是一种利用电场效应来控制电流流动的半导体器件。其核心在于通过施加在栅极(Gate)上的电压,来调制半导体沟道(Channel)的导电能力,从而控制源极(Source)和漏极(Drain)之间的电流。以下是其详细解释:
一、 核心概念与工作原理
- 电场控制: 与双极型晶体管(BJT)利用电流控制不同,FET 的核心是电压控制。在栅极施加电压((V_{GS}))会产生一个垂直穿过绝缘层(栅介质)指向沟道的电场(Field)。这个电场能吸引或排斥沟道中的载流子(电子或空穴),改变沟道的有效宽度和导电性,进而控制源漏电流((I_D))的大小。这种通过电场调制沟道电导的机制是其名称“场效应”的来源。
- 沟道类型: FET 主要分为两大类:
- N沟道FET: 沟道主要依靠电子导电。当栅极施加正电压(相对于源极)时,吸引电子形成导电沟道。
- P沟道FET: 沟道主要依靠空穴导电。当栅极施加负电压(相对于源极)时,吸引空穴形成导电沟道。
- 工作模式:
- 增强型: 零栅压下无导电沟道,需施加一定栅压(阈值电压 (V_{th}))才能形成沟道。
- 耗尽型: 零栅压下已存在导电沟道,施加栅压可减小(耗尽)或增大沟道导电性。
二、 主要类型
- MOSFET: 最主流、应用最广泛的 FET 类型。其栅极结构由金属(Metal)-氧化物(Oxide)-半导体(Semiconductor)构成,栅介质通常是二氧化硅(SiO₂)或其他高介电常数材料。是现代集成电路(IC)的基础元件。
- JFET: 结型场效应晶体管。利用 PN 结的反偏电压来控制沟道宽度。栅极与沟道之间是半导体 PN 结,而非绝缘层。通常为耗尽型工作。
- HEMT / pHEMT: 高电子迁移率晶体管。利用异质结界面形成的二维电子气(2DEG)作为沟道,具有极高的工作频率和电子迁移率,主要用于射频和微波领域。
三、 关键特性与优势
- 高输入阻抗: 栅极与沟道之间有绝缘层(MOSFET)或反偏 PN 结(JFET),直流输入阻抗极高(可达 (10^{12} Omega) 以上),意味着几乎不吸取输入电流,驱动功耗极低。
- 电压控制: 只需电压信号即可控制大电流,易于接口和驱动。
- 开关特性好: 作为开关时,导通电阻低,关断漏电流小,开关速度快。
- 低功耗: 静态功耗(待机功耗)极低,特别适合大规模集成和便携设备。
- 易于集成: MOSFET 结构相对简单,非常适合大规模集成电路(VLSI)制造。
四、 主要应用领域
- 数字集成电路: CPU、内存、逻辑门等数字芯片的核心开关元件。
- 模拟集成电路: 放大器、运算放大器、模拟开关、稳压器等。
- 功率电子: 电源转换(DC-DC, AC-DC)、电机驱动、逆变器等(功率 MOSFET, IGBT)。
- 射频与微波电路: 低噪声放大器、功率放大器、射频开关(HEMT, pHEMT, RF MOSFET)。
- 传感器接口: 利用其高输入阻抗特性,用于生物传感器、化学传感器等微弱信号检测。
- 显示驱动: LCD、OLED 显示屏的像素驱动(TFT,即薄膜晶体管,本质是 MOSFET)。
来源参考:
- IEEE Xplore Digital Library: 提供大量关于 FET 原理、设计、模型和应用的权威学术论文和技术报告。例如,可搜索关于 MOSFET 基础理论或最新进展的文献(需自行查找具体链接)。
- 《半导体器件物理》(Semiconductor Device Physics)教材: 如 S. M. Sze 或 Robert F. Pierret 的经典著作,详细阐述 FET 的物理机制和特性。
- 牛津英语词典 / 专业电子工程词典: 提供 "Field Effect Transistor" 的标准英文定义和术语解释(需查阅相关词典资源)。
- 主要半导体制造商技术文档: 如 Intel, TSMC, Samsung, TI, Infineon 等公司官网提供的器件手册、应用笔记和白皮书,包含 FET(尤其是 MOSFET)的实际参数、特性和应用指南(需访问具体公司官网查找)。
网络扩展解释
场效晶体管(Field Effect Transistor,FET)是一种利用电场效应控制电流的半导体器件,属于电压控制型元件。以下是其核心要点:
1.基本定义与原理
- 电场控制机制:通过栅极电压产生的电场调节导电沟道的宽度,从而控制源极与漏极之间的电流。与双极型晶体管(BJT)不同,FET仅依赖多数载流子(电子或空穴)导电,因此被称为单极型晶体管。
- 输入特性:输入阻抗极高(通常达$10text{–}10 Omega$),适合高灵敏度电路。
2.主要类型
- 结型场效应管(JFET):通过PN结反向偏压控制沟道导电性,分n沟道和p沟道两种,其中n沟道更常见(因电子迁移率更高)。
- 金属-氧化物半导体场效应管(MOSFET):采用绝缘栅极结构,通过栅极与半导体间的氧化物层实现电场控制,分为增强型和耗尽型。
- 其他类型:如MESFET(金属半导体场效应管),主要用于高频应用。
3.核心特点
- 低噪声与低功耗:适用于信号放大和精密仪器。
- 高开关速度:在数字电路中作为高效开关,支持逻辑运算。
- 热稳定性好:无二次击穿现象,工作区域宽。
4.典型应用
- 信号放大:如射频电路中的高频信号放大。
- 开关控制:用于计算机逻辑门和存储器单元。
- 稳压与调制:在电源稳压器和通信调制电路中发挥关键作用。
5.与双极型晶体管的对比
- FET为电压控制,输入阻抗高;BJT为电流控制,输入阻抗低。
- FET功耗更低,适合高集成度电路;BJT电流驱动能力更强。
如需进一步了解具体类型或应用场景,可参考、2、4等来源。
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