High-electron-mobility Transistor

Wenn man von einem High-electron-mobility Transistor spricht, ist damit eine spezielle Bauart des Feldeffekttransistors (FET) gemeint. Dieser individuelle FET ist für besonders große Frequenzen konzipiert und entspricht, von der generellen Konstruktion her, einer Auslegung des JFETs. Der Name „High-electron-mobility Transistor“ stammt aus dem englischsprachigen Raum und lässt sich in etwa als „Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit“ übersetzen.

In der Wissenschaft und Technik wird der High-electron-mobility Transistor auch oft einfach nur abgekürzt als HEMT bezeichnet. Was den Aufbau anbelangt, weist dieser Transistor mehrere Halbleiterschichten aus unterschiedlichen Materialien auf. Die zur Konstruktion eines HEMTs notwendigen Halbleitermaterialien besitzen dabei verschieden große Bandlücken. Zum überwiegenden Teil wird beim High-electron-mobility Transistor eine Verbindung aus Gallium-Arsenid und Alluminium-Gallium-Arsenid verwendet (AIGaAs/GaAs). In dieser Spezialkombination ist bei diesem besonderen Feldeffekttransistor (FET) das AIGaAs negativ und das GaAs gar nicht elektrisch geladen.






























 

 

Im Betrieb des High-electron-mobility Transistors entsteht ein zweidimensionales Elektronengas (2DEG), welches aus intern ablaufenden physikalischen Prozessen resultiert. Dieses Gas kann beim HEMT als elektrisch leitender Kanal benutzt werden. Darüber hinaus besitzen das entstehende Gas und logischerweise auch der Feldeffekttransistor (FET) eine sehr große Elektronenbeweglichkeit.

Heute dreht sich die moderne Forschung auf dem Gebiet des High-electron-mobility Transistors hauptsächlich um spezielle Materialkombinationen (AIGaN, GaN). Diese ermöglichen während des Einsatzes des HEMTs eine höhere elektrische Betriebsspannung, bevor sich ein Durchbruch des Feldes einstellt. Des Weiteren erweisen sich diese modernen Halbleitermaterialien insbesondere für Leistungstransistoren und Leistungs-MOSFETs als bedeutsam, da die Regulierung bzw. Anpassung der elektrischen Leistung vereinfacht wird.

Wegen seiner hohen Elektronenbeweglichkeit, können für den High-electron-mobility Transistor insbesondere die Hochfrequenztechnik und Hochfrequenzanwendungen im Allgemeinen als Hauptanwendungsgebiet gelten. Die elektrische Steuerung dieses FETs kann dabei mit der eines gängigen MESFETs verglichen werden. Sie stellt sich auch beim HEMT über ein Metall-Gate ein, das in direkter elektrischer Verbindung mit der negativ geladenen Halbleiterschicht steht.





 

 


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