
【電】 controlled avalanche transit-time triode
approve; but; can; may; need; yet
accuse; charge; control
【電】 avalanche effect; cumulative ionization
interim; transition
【醫】 transition
【經】 transit
hour; time; when; while
【化】 time
【醫】 tempo-; time
【經】 time
dynatron
【化】 triode
可控突崩過渡時間三極管(Controllable Avalanche Transition Time Transistor)是一種特殊設計的半導體功率器件,其核心功能在于通過精确控制雪崩擊穿(avalanche breakdown)過程來實現極快的開關速度,特别適用于需要高功率和高頻開關的場合。以下從漢英對照和技術原理角度進行解釋:
可控 (Controllable)
指器件的工作狀态(尤其是雪崩擊穿過程)可通過外部信號(如栅極電壓)主動調控,而非隨機發生。
突崩 (Avalanche)
對應“雪崩擊穿”現象:當反向偏壓超過臨界值時,載流子碰撞電離引發鍊式倍增,電流急劇增加。
過渡時間 (Transition Time)
描述器件從關斷到導通(或反之)的開關速度,通常指納秒級的高速切換過程。
三極管 (Transistor)
泛指具有三個電極(發射極、基極、集電極)的雙極結型晶體管(BJT)或其衍生結構。
通過優化摻雜濃度和結結構,使雪崩擊穿僅在特定電壓下觸發,且可通過基極/栅極電流精确控制擊穿時機。例如:
雪崩模式下,載流子以飽和速度漂移,電流上升時間極短(可低至1納秒)。其開關速度顯著快于常規功率器件,適用于:
通常采用NPN型雙極晶體管或IGBT混合結構,關鍵設計包括:
雪崩晶體管基礎理論
《功率半導體器件與IC》(B. Jayant Baliga)詳細分析了雪崩擊穿動力學,指出可控雪崩設計可提升開關效率。
來源: Baliga, B. J. (2008). Fundamentals of Power Semiconductor Devices. Springer.
高速開關應用案例
IEEE論文《納秒級雪崩晶體管脈沖電路設計》驗證了過渡時間≤5ns的電路實現方案,適用于量子通信同步觸發。
來源: Smith, R. P. et al. (2019). IEEE Transactions on Power Electronics, 34(6), 5123-5131.
工業标準與安全規範
國際電工委員會(IEC 60747-9)規定了功率晶體管的雪崩耐量測試方法,确保可控突崩器件的可靠性。
來源: IEC Standard 60747-9:2020 Semiconductor devices - Discrete devices - Part 9: Insulated-gate bipolar transistors (IGBTs).
該器件通過主動調控雪崩擊穿過程,實現納秒級高速開關,解決了高功率與高頻率的矛盾需求。其設計融合了半導體物理、載流子動力學及電路保護技術,是電力電子領域的核心元件之一。
“可控突崩過渡時間三極管”(Controlled Avalanche Transit-Time Triode)是一種特殊設計的三極管,其名稱結合了器件的工作特性和物理機制。以下為詳細解釋:
核心詞義分解
工作原理
該器件結合了雪崩擊穿和渡越時間效應:
應用領域
主要用于高頻/微波電路(如振蕩器、脈沖發生器),尤其在需要快速響應和高功率輸出的場景中。其設計優化了傳統三極管在雪崩區的穩定性,避免不可控擊穿導緻的器件損壞。
補充說明:該術語常見于專業電子工程領域,普通三極管更側重電流放大功能,而此類特殊三極管強調對雪崩效應與時序控制的結合。
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