gaasphemt工作原理

更新時間:2023-12-13 09:10:06 閱讀：評論：0

2023年12月13日發(作者：日本夏日祭)

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gaasphemt工作原理

GaAs PHEMT （Gallium Arnide pudomorphic High Electron

Mobility Transistor）是一種高速、高功率、低噪聲的半導體器件，其工作原理基于Gallium Arnide半導體材料的特性和pudomorphic結構。

Gallium Arnide（GaAs）是一種寬禁帶半導體材料，其能帶結構比硅（Si）材料更有利于高頻應用。GaAs材料的載流子遷移率遠高于Si材料，因此在高頻應用中，GaAs器件能夠提供更高的電流傳輸能力和更低的電阻。此外，GaAs材料的能隙較窄，其導帶與價帶之間的能量差較小，使得GaAs器件可以在較低電壓下工作。

PHEMT采用pudomorphic結構，即利用用GaAs材料和InGaAs材料之間的晶格不匹配來形成兩種材料的異質結。在PHEMT的結構中，InGaAs被用作電子傳輸層，這是因為InGaAs具有更高的電子遷移率和較高的載流子濃度。在眾多半導體材料中，InGaAs提供了較高的電子傳輸速度。通過使用不同的InGaAs組分，可以控制材料的遷移率和帶隙，從而優化器件的性能。

PHEMT中的結構主要包括Gate（柵極）、Source（源極）、Drain（漏極）和substrate（襯底）。PHEMT的柵極和源極之間的片狀區域被稱為Channel Region（溝道區），溝道區域的導電性可以由柵電壓控制。在柵電壓施加時，會在溝道區域中形成電子氣，當溝道區域的電子濃度足夠高時，會出現電子濃度飽和現象。

當柵電壓施加到PHEMT的Gate上時，電子氣會被引入溝道區域。由于PHEMT的結構特性，電子氣在GaAs和InGaAs之間形成累積層。在累積層中，電子會沿著電場方向運動，形成電子流。沿著溝道區域的電子流被引導到漏極，并形成器件的輸出信號。

PHEMT的工作原理可以通過這樣的電流通路進行描述：當柵電壓施加時，PHEMT的溝道中的電子濃度增加，形成高速的電子流。這個過程使得PHEMT能夠提供更高的電流傳輸能力。由于PHEMT的特殊結構，電流可以通過表面而不需要穿過晶格的體積，從而減小了電阻。

總之，GaAs PHEMT是一種利用Gallium Arnide材料和pudomorphic結構的高速、高功率、低噪聲半導體器件。通過控制柵電壓，PHEMT能夠形成電子流，并在高頻應用中發揮出優越的性能。