高电子迁移率晶体管 (HEMT)

高电子迁移率晶体管（High Electron Mobility Transistor, HEMT）是一种特殊的场效应晶体管，它的主要特点是具有非常高的载流子迁移率，这使得它在高频和高速电子设备中表现出色。HEMTs 利用了两种不同材料的异质结界面，通常是一个宽禁带半导体（如氮化镓或铝镓砷）与一个窄禁带半导体（如镓砷）的组合。这种结构创建了一个二维电子气（2DEG），其中电子可以在没有散射的情况下快速移动，从而提高性能。
功能特点：
1. 高载流子迁移率：HEMTs 的2DEG层提供了极低的电阻，使得电流流动更顺畅，降低了功耗和延迟。
2. 高频率性能：由于低的载流子散射，HEMTs 可以在微波和毫米波频段甚至更高频率下工作，适合于射频和微波通信系统。
3. 高增益和低噪声：HEMTs 的结构使其具有较高的放大增益和较低的噪声系数，适用于敏感的接收器和放大器。
4. 良好的热稳定性：HEMTs 在高温环境下仍能保持良好的性能。
应用场景：
1. 微波通信：包括卫星通信、移动通信基站等。
2. 射频功率放大：HEMTs 用于电视广播、雷达系统和无线网络的功率放大器。
3. 半导体设备：在射频集成电路（RFIC）和微波集成电路（MMIC）中广泛使用。
4. 空间探索：由于其高效和耐辐射的特性，HEMTs 也被应用于太空电子设备。
5. 数据处理和计算：在高速数字信号处理和计算机硬件中，HEMTs 可用于高速开关和接口电路。
包含种类：
- AlGaAs/GaAs HEMTs：最早的HEMT类型，基于铝镓砷和镓砷的异质结。
- GaN/AlGaN HEMTs：使用氮化镓和铝镓氮，提供更高的击穿电压和功率处理能力，适用于大功率应用。
- InGaAs/InAlAs HEMTs：用于更低噪声和更高频率的微波应用。
- SiGe HEMTs：硅锗异质结，适用于高性能的混合信号和射频集成电路。