齊納擊穿英文解釋翻譯、齊納擊穿的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 Zener breakdown

分詞翻譯：

齊納的英語翻譯：

【計】 Zener

擊穿的英語翻譯：

【化】 breakdown

專業解析

齊納擊穿（Zener Breakdown）是半導體物理學中的一個核心概念，特指PN結在施加反向偏置電壓時發生的一種特定擊穿現象。其命名源于美國物理學家克拉倫斯·齊納（Clarence Zener），他首次從理論上解釋了該效應。以下是詳細解釋：

定義與機制
當PN結承受較高的反向電壓時，耗盡層内的電場強度急劇增大。若電場強度超過臨界值（通常在10⁶ V/cm量級），會直接破壞共價鍵，使價帶電子躍遷至導帶，瞬間産生大量電子-空穴對。這種由強電場直接引發載流子倍增的現象稱為齊納擊穿。其本質是量子力學中的隧道效應（Tunneling Effect），電子無需額外能量即可穿越禁帶勢壘。
發生條件
齊納擊穿主要發生在重摻雜的PN結中：
- 重摻雜導緻耗盡層極窄（約100 Å以下），反向電壓即使較低（通常<5V）也能形成超高電場強度。
- 摻雜濃度越高，擊穿電壓越低。
- 具有負溫度系數：溫度升高時，禁帶寬度減小，隧道效應更易發生，擊穿電壓降低。
與雪崩擊穿的對比
齊納擊穿常與另一種擊穿機制——雪崩擊穿（Avalanche Breakdown）對比：
- 機制差異：齊納擊穿是強電場直接誘發隧道效應；雪崩擊穿是載流子在高電場下加速獲得動能，撞擊晶格原子産生新電子-空穴對的鍊式反應。
- 電壓範圍：齊納擊穿主導低反向電壓（<5V）；雪崩擊穿主導高反向電壓（>7V）；5-7V區間兩者可能并存。
- 溫度系數：齊納擊穿為負溫度系數；雪崩擊穿為正溫度系數（溫度升高，晶格振動加劇，載流子平均自由程縮短，需更高電壓才能獲得足夠動能）。
應用
齊納擊穿是齊納二極管（穩壓二極管）的工作基礎。通過精确控制摻雜濃度，可制造出特定擊穿電壓（如3.3V、5.1V、12V等）的二極管。在反向擊穿區，其端電壓基本恒定，廣泛用于電壓基準、過壓保護和穩壓電路中。

參考資料

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

網絡擴展解釋

齊納擊穿是半導體PN結在特定反向偏置條件下發生的一種電擊穿現象，以下是其詳細解釋：

一、定義

齊納擊穿（Zener Breakdown）指在重摻雜的PN結中，當反向電壓達到臨界值（齊納電壓）時，耗盡層内強電場直接破壞共價鍵，産生大量電子-空穴對，導緻電流急劇增大的現象。

二、發生條件

高摻雜濃度：PN結兩側摻雜濃度高，導緻耗盡層寬度極窄（約幾納米）。
低反向電壓：通常發生在5V以下的低反向電壓條件下。
強電場強度：窄耗盡層使得電場強度極高（可達10⁶ V/cm），足以直接激發價帶電子。

三、物理機制

隧道效應：強電場使價帶電子無需跨越禁帶，而是通過量子隧穿直接進入導帶（場緻電離）。
可逆性：移除反向電壓後，PN結恢複正常狀态，無永久性損壞。

四、特點

電壓阈值明确：擊穿電壓穩定，與溫度呈負相關（溫度升高時擊穿電壓略降）。
快速響應：擊穿過程無顯著延遲，適用于高頻電路。

五、應用

主要用于制造穩壓二極管（齊納二極管），通過控制摻雜濃度實現不同穩壓值（如3.3V、5V等），廣泛應用于電源穩壓、電壓基準等場景。

六、與雪崩擊穿的對比

特征	齊納擊穿	雪崩擊穿
發生電壓	低（<6V）	高（>6V）
摻雜濃度	高摻雜	低摻雜
溫度系數	負溫度系數	正溫度系數
主導機制	量子隧穿	碰撞電離

注：實際應用中，6V左右的擊穿可能混合兩種機制。