場效元件英文解釋翻譯、場效元件的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【電】 field-effect device
分詞翻譯:
場的英語翻譯:
field; a level open space; scene
【化】 field
【醫】 field; plant
效的英語翻譯:
effect; imitate; render
元件的英語翻譯:
component; element; organ
【計】 E
【化】 element
專業解析
場效元件(Field Effect Device)是半導體器件的重要類别,其核心工作原理是利用電場效應來控制電流的導通與關斷。以下是其詳細解釋:
一、 術語定義與核心原理
- 漢英對照: 場效元件 (Chǎng xiào yuánjiàn) - Field Effect Device (FED)。
- 核心機制: 通過施加在栅極 (Gate) 上的電壓,在半導體材料(如矽)表面感應或耗盡出一個可控的導電溝道 (Channel)。溝道的電導率(即電阻)受栅極電壓的強烈調制,進而控制源極 (Source) 和漏極 (Drain) 之間的電流大小。這是一種電壓控制型器件,輸入阻抗極高。
- 關鍵特征: 區别于雙極型晶體管(電流控制型),場效元件是單極性(多子)導電器件,主要依賴電子或空穴一種載流子工作。
二、 主要類型
場效元件主要分為兩大類:
- 結型場效應晶體管 (JFET - Junction Field-Effect Transistor):
- 利用反向偏置的PN結耗盡區寬度隨電壓變化的特性來控制溝道導電能力。
- 栅極與溝道直接形成PN結。
- 結構相對簡單,輸入阻抗高(但低于MOSFET)。
- 金屬-氧化物-半導體場效應晶體管 (MOSFET - Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor):
- 是目前應用最廣泛、最重要的場效元件。
- 栅極通過一層薄絕緣氧化物(如SiO₂)與半導體溝道隔離,形成類似電容的結構。
- 栅極電壓在半導體表面感應出電荷(反型層),形成導電溝道。
- 類型:
- 增強型 (Enhancement Mode): 零栅壓下無溝道,需正(N溝)或負(P溝)栅壓形成溝道。
- 耗盡型 (Depletion Mode): 零栅壓下存在溝道,栅壓可使其增強或耗盡。
三、 核心特性與優勢
- 電壓控制: 栅極幾乎不取電流,驅動功率極小。
- 高輸入阻抗: MOSFET輸入阻抗可達10 - 105 Ω,對前級電路負載效應小。
- 開關速度快: 單極性導電,無少子存儲效應,開關速度通常快于雙極型晶體管。
- 功耗低: 靜态功耗極低(尤其是CMOS結構),適合大規模集成。
- 易集成: 結構相對簡單,工藝成熟,是超大規模集成電路(VLSI)的基礎。
- 跨導 (Transconductance, gm): 表征栅極電壓對漏極電流控制能力的關鍵參數,定義為 gm = ΔId / ΔVgs (Vds恒定)。
四、 典型應用領域
- 集成電路 (IC): CPU、存儲器、邏輯芯片等的核心構成單元,尤其是CMOS技術。
- 功率電子: 功率MOSFET、IGBT(結合了BJT和MOSFET特點)廣泛應用于開關電源、電機驅動、逆變器、變頻器等,具有高效率、高開關頻率優勢。
- 模拟電路: 放大器、運算放大器輸入級、模拟開關、壓控電阻等。
- 射頻(RF)電路: LDMOS、GaAs FET/HEMT等用于高頻、微波放大器、振蕩器等。
- 傳感器: 化學傳感器、生物傳感器等利用其表面敏感特性。
參考資料:
- 《微電子器件(第4版)》陳星弼,張慶中 編著,電子工業出版社。該書系統闡述了包括JFET和MOSFET在内的各種半導體器件物理原理、特性模型與應用。(章節:場效應晶體管)
- 《半導體物理學(第7版)》劉恩科,朱秉升,羅晉生 等編著,電子工業出版社。作為半導體領域的經典教材,深入解釋了電場效應、載流子輸運等基礎物理機制。(章節:半導體表面與MIS結構)
- IEEE Standards Association - IEEE Standard Definitions of Terms for Field-Effect Transistors (IEEE Std 319-1971 (Reaffirmed 2008))。該标準提供了場效應晶體管相關術語的權威定義。
網絡擴展解釋
“場效元件”是電子學領域的一個專業術語,其核心含義和解釋如下:
-
基本定義
場效元件(Field-Effect Device)指利用電場效應控制電流的半導體器件。這類元件通過施加外部電壓形成的電場,調節導電通道的電阻,從而控制電流大小。
-
典型代表
最常見的場效元件是場效應晶體管(FET),包括:
- MOSFET(金屬-氧化物半導體場效應管):通過栅極電壓控制源漏極電流,廣泛應用于集成電路。
- JFET(結型場效應管):利用PN結反向偏置電壓控制導電溝道。
-
工作原理
通過改變栅極與源極之間的電壓,在半導體材料中形成或耗盡導電溝道,實現電流的導通或關斷。這種電場控制方式具有高輸入阻抗和低功耗的特點。
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應用領域
場效元件是數字電路、模拟電路、功率電子設備的核心元件,例如CPU中的邏輯門、電源管理芯片、射頻放大器等。
-
術語拆分
- 場:指電場(Electric Field),控制元件工作的主要物理量。
- 效:指效應(Effect),即電場對電流的調控作用。
- 元件:即電子器件(Device),屬于半導體組件類别。
需要注意的是,該術語的英文直譯“field-effect device”在學術文獻中更常用,而中文“場效元件”主要用于工程領域。如需深入研究,建議參考《半導體器件物理》等專業書籍。
分類
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