齊納隧道效應英文解釋翻譯、齊納隧道效應的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 Zener tunneling

分詞翻譯：

齊納的英語翻譯：

【計】 Zener

隧道效應的英語翻譯：

【計】 tunnel effect; tunneling
【化】 tunnel effect; tunneling effect; tunnelling effect

專業解析

齊納隧道效應（Zener Tunneling Effect）是半導體物理中的關鍵現象，指在高反向偏置電壓下，半導體材料内部形成的強電場使電子直接穿透勢壘的量子力學行為。該效應由Clarence Zener于1934年首次理論化，是齊納二極管（Zener Diode）實現電壓穩壓功能的核心機制。

術語定義與原理

1. 漢英對照

   • 齊納效應：Zener Effect（載流子通過強電場電離引發擊穿）
   • 隧道效應：Tunneling Effect（電子穿越經典禁區的量子隧穿行為）

     二者結合稱為齊納隧道效應，英文術語為Zener Tunneling。

2. 物理過程

   當PN結反向電壓超過臨界值（齊納電壓）時，耗盡層電場強度達到10⁶ V/m量級，價帶電子通過量子隧穿直接躍遷至導帶，形成反向導通電流。該過程遵循薛定谔方程的勢壘穿透解： $$ Psi(x) propto e^{-k x} $$ 其中$k=sqrt{2m(E-V)/hbar}$，$E$為電子能量，$V$為勢壘高度。

工程應用

齊納隧道效應被廣泛應用于：

• 電壓基準源：利用陡峭的反向擊穿特性穩定電路電壓（典型器件：BZX85系列）
• ESD保護：在集成電路中快速洩放靜電電荷
• 高頻器件：基于隧穿過程的納秒級響應特性。

權威參考文獻

1. Zener, C. (1934). Theory of the Electrical Breakdown of Solid Dielectrics. Proceedings of the Royal Society.
2. Streetman, B. G. (2006). Solid State Electronic Devices. 第6版第3章.
3. IEEE标準文獻 JESD282-B.01 對隧道效應的器件測試方法規範.

網絡擴展解釋

齊納隧道效應是半導體器件中一種由量子隧道效應引發的擊穿現象，與齊納擊穿密切相關。以下是詳細解釋：

1.定義與核心機制

齊納隧道效應指在高摻雜的PN結中，當反向偏壓達到臨界值時，強電場使價帶電子通過量子隧道效應直接穿越禁帶進入導帶，導緻電流急劇增大的現象。其本質是量子力學中的勢壘貫穿行為，而非傳統碰撞電離。

2.發生條件

• 高摻雜濃度：摻雜濃度高使耗盡層極窄（約幾納米），較小的反向電壓即可形成強電場（約10⁶ V/cm）。
• 強電場作用：電場強度足夠使禁帶能級傾斜，縮短電子隧穿路徑，使價帶與導帶量子态重疊。

3.與雪崩擊穿的對比

4.應用與特性

• 可逆性：齊納擊穿後撤去電壓可恢複，常用于穩壓二極管。
• 能帶調控：通過摻雜和結構設計可精确控制擊穿電壓，適用于集成電路中的過壓保護。

齊納隧道效應揭示了量子行為在宏觀器件中的實際應用，其核心是強電場下電子的隧穿行為。理解該效應需結合半導體物理與量子力學原理，更多技術細節可參考道客巴巴和百度文庫的原始文獻。

分類

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