穿通效应英文解释翻译、穿通效应的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【计】 punch through effect

分词翻译：

穿通的英语翻译：

【计】 punch through
【医】 canalization; fenestration

效应的英语翻译：

effect
【医】 effect

专业解析

穿通效应 (Punch-Through Effect) 是半导体器件物理中的一个重要概念，指在特定工作条件下，器件内部耗尽区的扩展行为及其导致的电学特性变化。

术语定义与汉英对照：
- 中文：穿通效应
- 英文：Punch-Through Effect
- 该术语描述了当施加在半导体器件（如PN结二极管、双极晶体管或场效应晶体管）上的反向偏压足够高时，其耗尽区（Depletion Region）会从一侧的掺杂区域（如发射极或源极）扩展到另一侧的掺杂区域（如集电极或漏极），形成一条低阻通道的现象。
物理机制：
- 在正常工作状态下，PN结或晶体管的基区（Base）存在一个未耗尽的、具有一定电阻的中性区域，起到隔离和调控电流的作用。
- 当反向偏压（如集电极-基极电压 V_CB 或漏极-源极电压 V_DS）持续增大时，耗尽区宽度随之增加。根据耗尽区宽度公式： $$ W = sqrt{frac{2epsilon_s}{q} left( frac{1}{N_A} + frac{1}{ND} right) (V{bi} + V_R)} $$ 其中，epsilon_s 是半导体介电常数，q 是电子电荷，N_A 和 ND 是受主和施主浓度，V{bi} 是内建电势，V_R 是反向偏压。
- 当 V_R 增大到某一临界值（穿通电压，Punch-Through Voltage）时，耗尽区将完全贯穿原本的中性基区或沟道区域，使两个高掺杂区（如发射极与集电极）在物理上通过耗尽区“连通”。
电学表现与影响：
- 一旦发生穿通，原本被中性区隔离的两个区域之间失去了高阻屏障，导致电流急剧增大。在双极晶体管中，表现为集电极电流 I_C 在 V_CB 超过穿通电压后陡峭上升，失去正常的电流饱和特性；在场效应晶体管中，可能导致源漏间电流失控性增加。
- 穿通效应是器件击穿的一种机制（区别于雪崩击穿）。它限制了器件能够承受的最大工作电压，是器件设计和可靠性分析中必须考虑的关键因素。
与雪崩击穿的区别：
- 穿通效应：主要由耗尽区物理扩展连通两端引起，与器件的几何尺寸（如基区宽度）和掺杂浓度密切相关。电流增大是由于势垒降低或消失。
- 雪崩击穿：由强电场下载流子碰撞电离产生大量电子-空穴对引起，电流增大是由于倍增效应。其击穿电压主要取决于材料的临界电场强度。

参考资料来源：

S. M. Sze, 《半导体器件物理》(Physics of Semiconductor Devices), John Wiley & Sons. (经典教材，涵盖基础理论)
B. G. Streetman, S. Banerjee, 《固态电子器件》(Solid State Electronic Devices), Pearson Education. (广泛使用的教材，详细解释器件物理)
Y. Tsividis, 《MOSFET 建模与电路设计》(Operation and Modeling of the MOS Transistor), Oxford University Press. (深入讨论 MOSFET 特性，包括穿通)

网络扩展解释

“穿通效应”（Punch-through effect）是半导体器件物理中的一个术语，主要指在特定条件下，器件内部耗尽区扩展至整个基区或沟道区域，导致电流失控的现象。以下是详细解释：

1.定义与背景

穿通效应常见于双极型晶体管（BJT）或场效应晶体管（FET）中。当施加的电压过高时，集电极-基极或漏极-源极间的耗尽区会过度扩展，最终穿透基区或沟道，使发射极与集电极（或源极与漏极）直接导通，失去器件原有的电流控制能力。

2.发生条件

高反向偏压：集电极-基极或漏极-基极电压超过临界值。
基区/沟道过薄：器件设计时基区或沟道厚度不足，易被耗尽区覆盖。
掺杂浓度低：低掺杂的基区或沟道会加速耗尽区扩展。

3.物理机制

以双极型晶体管为例：

正常工作时，基极-集电极间的反向偏压形成耗尽区，但未完全覆盖基区。
当电压过高时，耗尽区横向扩展至整个基区，导致发射极与集电极直接连通，电流急剧增大，失去放大作用。

4.后果与影响

电流失控：器件无法通过基极电流控制集电极电流。
热失效：大电流可能导致局部过热，损坏器件。
与雪崩击穿的区别：穿通效应是结构耗尽导致的导通，而雪崩击穿是因碰撞电离引发的载流子倍增。

5.应用中的应对措施

优化掺杂分布：通过梯度掺杂抑制耗尽区过度扩展。
增加基区/沟道厚度：确保耗尽区无法完全穿透。
限制工作电压：器件设计时需设定安全电压范围。

若需进一步了解具体器件（如功率晶体管、二极管）中的穿通效应案例，建议提供更多上下文或参考半导体物理教材（如《半导体器件基础》）。