本质区域晶体管英文解释翻译、本质区域晶体管的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 intrinsic-region transistor
分词翻译:
本质的英语翻译:
essence; genius; inbeing; essentiality; substance
【医】 entity
区域的英语翻译:
area; circumscription; confine; district; extent; reach; region; section
【计】 A; area; region
【化】 band
晶体管的英语翻译:
transistor
【计】 MOS transistor; npn
【化】 transistor
专业解析
本质区域晶体管 (Intrinsic Region Transistor) 详解
在半导体器件领域,“本质区域晶体管”指晶体管结构中包含本征半导体区域 (Intrinsic Semiconductor Region) 的一类器件。该术语的核心在于“本质区域”或“本征区”的特性。
-
术语解析与基本概念
- 本质/本征 (Intrinsic): 指纯净的、未掺杂的半导体材料。在这种材料中,载流子(电子和空穴)浓度完全由材料本身的热激发决定,遵循本征载流子浓度公式:
$$
n_i = sqrt{N_c N_v} e^{-frac{E_g}{2kT}}
$$
其中 $n_i$ 是本征载流子浓度,$N_c$ 和 $N_v$ 分别是导带和价带的有效态密度,$E_g$ 是禁带宽度,$k$ 是玻尔兹曼常数,$T$ 是绝对温度。本征半导体具有相对较高的电阻率。
- 区域 (Region): 指晶体管内部的一个特定物理部分。
- 晶体管 (Transistor): 泛指利用半导体材料特性实现信号放大或开关功能的三端器件。
- 本质区域晶体管: 因此,该术语描述的是晶体管结构内部存在一个未掺杂或极轻掺杂的半导体区域。这个本征区通常位于器件的关键部分,其存在对器件的工作机制和电学特性(如击穿电压、频率响应)有决定性影响。
-
典型结构与工作原理
最常见的包含本征区的晶体管是PIN 二极管(虽然名为二极管,但其结构原理与晶体管的本征区概念一致)和某些特殊设计的双极结型晶体管 (BJT) 或场效应晶体管 (FET)。
- PIN 结构: 这是最直观的例子。它由 P 型半导体层、本征 (I) 半导体层和 N 型半导体层组成。中间的 I 层即是“本质区域”。在反偏压下,I 层被耗尽,形成较宽的耗尽区,使得 PIN 二极管具有高击穿电压和低电容,适用于高频开关和射频应用。在正偏压下,I 层储存大量载流子,表现出电导调制效应。
- 高压/高频 BJT: 在某些用于高电压或高频应用的双极晶体管中,会在集电区靠近基极的位置设计一个轻掺杂的漂移区。虽然这个区域通常称为“漂移区”而非严格意义的“本征区”(因为它可能仍有极低浓度的掺杂),但其功能类似于本征区,目的是扩展耗尽层宽度,承受更高的集电结反偏电压(提高击穿电压 BVCEO),其工作原理与 PIN 二极管的反偏I层类似。
- 某些 FET 结构: 例如,在功率 MOSFET 中,漏极和沟道之间的轻掺杂 N- 外延层也起到类似的作用,承受高电压。
-
本征区的作用与重要性
- 提高击穿电压: 本征区或轻掺杂区可以显著拓宽耗尽层宽度,从而允许器件承受更高的反向电压而不发生雪崩击穿。
- 降低结电容: 较宽的耗尽层意味着较小的结电容(Cj),这对于高频应用至关重要,因为它减少了器件的充放电时间,提高了开关速度和频率响应。
- 改善开关特性: 在 PIN 二极管等器件中,本征区在导通时储存电荷,关断时需要移除这些电荷,这影响了开关速度。精心设计的本征区可以优化开关性能。
- 控制载流子输运: 在本征区中,载流子的输运主要依靠漂移和扩散,其特性决定了器件的导通电阻、电流传输能力等。
参考来源:
- S. M. Sze 和 K. K. Ng 的经典著作 Physics of Semiconductor Devices (Wiley) 详细阐述了 PN 结、PIN 二极管、BJT 和功率器件的物理原理,包括本征/轻掺杂区域的作用。
- IEEE Xplore 数字图书馆收录了大量关于半导体器件物理、PIN 二极管设计、高压晶体管优化的学术论文和研究报告,提供了关于本征区设计和影响的深入分析。
- 行业领先的半导体器件制造商(如 Infineon, ON Semiconductor, STMicroelectronics)在其官方网站的技术文档和应用笔记中,会具体说明其高压、高频晶体管或二极管产品(如 PIN 二极管、IGBT、高压 MOSFET)中轻掺杂或本征区域的设计考量及其对器件参数(如 VBR, Ciss/Coss/Crss, trr)的影响。
网络扩展解释
“本质区域晶体管”这一术语并未直接出现,但结合“晶体管”的结构描述,可以推测您可能是指晶体管的核心功能区域或结构组成。以下是综合多个权威来源的解释:
一、晶体管的基本结构
晶体管通常由三个半导体区域构成(以三极管为例):
- 发射区(Emitter):高掺杂区域,负责向基区注入载流子(电子或空穴)。
- 基区(Base):极薄且轻掺杂的区域,控制载流子的传输。
- 集电区(Collector):面积较大,用于收集载流子并输出电流。
二、核心功能区域的作用
- 放大作用:通过基极的微小电流变化控制集电极的大电流变化,实现信号放大。
- 开关作用:通过调节基极电压,控制集电极-发射极间的导通与截止,实现电路通断。
三、补充说明
- 术语可能性:“本质区域”可能是对晶体管“核心功能区域”的表述,实际术语中更常用“结构区域”或“工作区”(如放大区、饱和区、截止区)来描述其不同状态。
- 材料特性:晶体管采用硅、锗等半导体材料,通过掺杂形成PN结以实现功能。
四、应用领域
晶体管作为现代电子技术的基础元件,广泛应用于逻辑门、放大器、计算机芯片等领域。
若您的问题涉及其他特定术语,建议提供更多上下文以便进一步分析。
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