Wat is HEMT (high electron mobility transistor)?

Transistor die als kanaal een tweedimensionaal elektronengas met hoge mobiliteit gebruikt dat ontstaat aan het grensvlak van een heterojunctie. Wordt gebruikt voor hoge frequenties en hoog vermogen.

Japanse benaming: HEMT(高電子移動度トランジスタ)

“HEMT (high electron mobility transistor)” komt voor in 16 oefenvragen uit 6 onderwerpen, bijv. Verbindingshalfgeleiders, Vermogenshalfgeleiders, Epitaxiale groei.

Vakgebied: Verbindingshalfgeleiders

Nu oefenen: vragen over HEMT (high electron mobility transistor)

Wat is het juiste kanaal waardoor de stroom vloeit in een GaN-HEMT?

  1. AEen p-type inversielaag onder de gate
  2. BEen dikke n-type laag met een hoge onzuiverheidsdoping
  3. CEen tweedimensionaal elektronengas (2DEG) dat door polarisatie aan het AlGaN/GaN-grensvlak ontstaat
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. Een tweedimensionaal elektronengas (2DEG) dat door polarisatie aan het AlGaN/GaN-grensvlak ontstaat

In een GaN-HEMT ontstaat aan het grensvlak van AlGaN en GaN door het verschil tussen spontane en piëzo-elektrische polarisatie een tweedimensionaal elektronengas (2DEG) met een hoge dichtheid van ca. 10¹³ cm⁻². Omdat elektronen zonder dotering ontstaan, is er weinig verstrooiing en is de mobiliteit hoog, ca. 2000 cm²/V·s, zodat een lage aan-weerstand en snel schakelen samengaan. Omdat het 2DEG ook bij 0 V gatespanning aanwezig is, is de basisstructuur van het normally-on-type.

Wat is een typische toepassing van de HEMT (high electron mobility transistor)?

  1. AHoogfrequente versterkers met weinig ruis, zoals in satellietontvangers en basisstations voor mobiele telefonie
  2. BGeheugencellen van DRAM
  3. COpwekking van elektriciteit uit de warmte van zonlicht
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Hoogfrequente versterkers met weinig ruis, zoals in satellietontvangers en basisstations voor mobiele telefonie

Een HEMT gebruikt het tweedimensionale elektronengas aan het grensvlak van een heterojunctie als kanaal. Doordat de onzuiverheden die elektronen leveren gescheiden zijn van de laag waarin de elektronen bewegen (modulatiedotering), is er weinig verstrooiing aan onzuiverheden en is ruisarme versterking bij hoge frequenties mogelijk. De HEMT werd in 1980 uitgevonden door Takashi Mimura van Fujitsu. GaAs-HEMT's worden gebruikt in satellietontvangers en radiotelescopen, GaN-HEMT's in vermogensversterkers van basisstations voor mobiele telefonie en radars.

“HEMT (high electron mobility transistor)” in de toelichting

Vragen met “HEMT (high electron mobility transistor)” (16)

  1. Wat is het juiste kanaal waardoor de stroom vloeit in een GaN-HEMT?
  2. Wat is een typische toepassing van de HEMT (high electron mobility transistor)?
  3. Wat is een van de belangrijkste redenen om SiC als substraat voor GaN-HEMT's te gebruiken?
  4. Met welke schakeling wordt een normally-on GaN-HEMT in serie met een laagspannings-silicium-MOSFET veilig als normally-off component gebruikt?
  5. Wat is de meest geschikte aanpak voor de keuze tussen IGBT, SiC-MOSFET en GaN-HEMT bij vermogensconversie in elektrische voertuigen?
  6. Wat is het belangrijkste doel van het toevoegen van koolstof of ijzer aan de GaN-bufferlaag onder het kanaal in een epistructuur voor GaN-HEMT's?
  7. Welke eigenschap van een depletion-type MOSFET is juist?
  8. Wat is de belangrijkste reden dat bij vermogenscomponenten de “normally-off”-eigenschap, waarbij geen stroom vloeit bij een gatespanning van 0 V, vereist is?
  9. Waarvoor worden verbindingshalfgeleiders op basis van InP (indiumfosfide) vooral gebruikt?
  10. Welk voordeel hebben gemengde-kristalhalfgeleiders zoals AlGaAs?
  11. Waarom is GaN geschikt voor hoogfrequente transistors met hoog vermogen?
  12. Welke structuur wordt door de meeste momenteel gangbare GaN-vermogenscomponenten toegepast?
  13. Welk voordeel heeft het roosterafgestemd laten groeien van InGaAs met aangepaste samenstelling op een InP-substraat?
  14. Hoe is de gate van de MESFET, die als hoogfrequente GaAs-transistor is gebruikt, opgebouwd?
  15. Welke uitspraak over de kenmerken van MBE (moleculaire bundelepitaxie) is juist?

Verwante termen

GaN (galliumnitride) GaAs (galliumarsenide) Tweedimensionaal elektronengas (2DEG) Normally-off Bandgap (bandkloof) SiC (siliciumcarbide) InP (indiumfosfide) Via HBT (heterojunctie-bipolaire transistor) Mobiliteit

Naar de woordenlijst