栅極特性英文解釋翻譯、栅極特性的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【電】 grid characteristic

分詞翻譯：

栅極的英語翻譯：

grid
【化】 grid

特的英語翻譯：

especially; special; spy; unusual; very
【化】 tex

專業解析

栅極特性（Gate Characteristics）是場效應晶體管（FET）的核心參數集合，指栅極電壓（$V_G$）對器件導電能力的控制規律及其相關性能指标。以下是其詳細解釋：

一、術語定義與核心概念

漢英對照
- 栅極（Gate）：FET的控制電極，通過施加電壓形成電場控制溝道電流。
- 特性（Characteristics）：指電學參數隨栅極電壓變化的規律，包括轉移特性（$I_D$-$V_G$曲線）與輸出特性（$I_D$-$V_D$曲線）。
核心物理機制
栅極電壓改變半導體表面勢壘，調制溝道載流子濃度（電子或空穴），實現電流開關與放大功能。其關系由阈值電壓（$V_{th}$）定義——使溝道開始導通的最小栅壓。

二、關鍵特性參數

阈值電壓（Threshold Voltage, $V_{th}$）
公式：

$$ V{th} = phi{ms} - frac{Q{ox}}{C{ox}} + 2phi_F pm frac{sqrt{4qvarepsilon_s N_A phiF}}{C{ox}} $$

其中 $phi{ms}$ 為金屬-半導體功函數差，$C{ox}$ 為栅氧化層電容，$N_A$ 為襯底摻雜濃度。
跨導（Transconductance, $g_m$）
表征栅壓控制漏極電流的效率：

$$g_m = frac{partial I_D}{partial VG} bigg|{V_D=text{const}}$$

單位通常為 mS/μm（毫西門子每微米）。
亞阈值擺幅（Subthreshold Swing, SS）
衡量器件開關速度：

$$SS = frac{kT}{q} ln(10) left(1 + frac{C{dep}}{C{ox}}right)$$

理想值約 60 mV/dec（25°C）。

三、典型應用場景

開關控制
當 $VG < V{th}$ 時溝道關閉（截止區），$VG > V{th}$ 時導通（線性/飽和區），用于數字電路邏輯門設計。

信號放大
在飽和區，$I_D$ 與 $V_G$ 呈平方律關系：

$$ID = frac{mu C{ox} W}{2L} (VG - V{th})$$

構成放大器增益基礎。

權威參考文獻

《半導體器件物理》（施敏）
經典教材第6章詳解FET栅極物理模型。

IEEE Xplore文獻庫
關鍵詞："Gate characteristics MOSFET"（鍊接）。

BSIM官方模型手冊
行業标準SPICE模型定義栅極參數（鍊接）。

（注：部分鍊接需通過學術數據庫訪問完整内容）

網絡擴展解釋

栅極特性是電子器件中控制電流的核心參數，主要涉及結構、功能及電氣表現。以下是詳細解釋：

一、基礎定義

栅極是電子管或功率半導體器件（如MOSFET/IGBT）中的關鍵電極，通常由金屬細絲構成篩網狀或螺旋線結構，位于陰極附近。其核心作用是通過電壓調節，控制主電流的通斷及強度。

二、核心特性

電壓控制性
栅極通過施加電壓改變電場強度，從而控制陰極電子發射（電子管）或溝道導通（半導體器件）。例如，MOSFET中栅極電壓超過阈值時，源漏極間形成導電通道。
電容效應
栅極與器件其他極之間形成非線性電容（如MOSFET的$C{gs}$、$C{gd}$）。充放電過程直接影響開關速度，需驅動器提供足夠瞬态電流。
隔離與保護
在功率器件中，栅極需電氣隔離設計以防止高壓擊穿，同時驅動器需集成保護功能（如防靜電、過壓鎖定）。

三、應用差異

電子管：栅極靠近陰極，通過負壓調節闆極電流，用于信號放大。
半導體器件：栅極電壓直接控制源漏極/集射極通斷，適用于高頻開關場景（如電源轉換）。

四、關鍵參數

阈值電壓（$V_{th}$）：導通所需最小栅極電壓。
輸入電容：影響開關損耗，計算公式為$C{iss} = C{gs} + C_{gd}$。
驅動功耗：由公式$P = Q_g cdot Vg cdot f{sw}$決定，其中$Qg$為栅極電荷，$f{sw}$為開關頻率。

提示：如需具體器件參數（如IGBT栅極電荷量），可參考廠商數據手冊或中的驅動器設計指南。