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2025-05-07T10:47:56Z

Änderung 255048212 von Okoska-törp rückgängig gemacht; Rücksetzung eines mutmasslichen KI generierten Beitrages ohne Belege

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[[Bild:PHEMT_cross_section_de.svg|mini|Querschnitt eines InGaAs-pseudomorphen HEMT]]
Der {{lang|en|'''high-electron-mobility transistor'''}} ('''HEMT''', dt. „Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit“) ist eine spezielle Bauform des [[Feldeffekttransistor]]s für sehr hohe Frequenzen und ist von der Konstruktion her eine spezielle Bauform eines [[MeSFET|MESFET]].

Andere Bezeichnungen für diesen Transistortyp sind {{lang|en|''modulation-doped field-effect transistor''}} (MODFET), {{lang|en|''two-dimensional electron-gas field-effect transistor''}} (TEGFET), {{lang|en|''selectively-doped heterojunction transistor''}} (SDHT) und {{lang|en|''heterojunction field-effect transistor''}} (HFET).<ref>{{Literatur|Autor=K. K. Ng|Titel=A survey of semiconductor devices|Sammelwerk=IEEE Transactions on Electron Devices|Band=43|Nummer=10|Jahr=1996|Seiten=1760–1766|DOI=10.1109/16.536822}}</ref>

Er wurde von [[Takashi Mimura]] und Kollegen 1979 bei [[Fujitsu]] entwickelt.<ref>T. Mimura, S. Hiyamizu, T. Fujii, K. Nanbu: ''A New Field-Effect Transistor with Selectively Doped GaAs/n-AlxGa1-xAs Heterojunctions'', Japanese Journal of Applied Physics, Band 19, 1980, L 225-L227</ref><ref>T. Mimura, Kazukiyo Joshin, Satoshi Hiyamizu, Kohki Hikosaka, Masayuki Abe: ''High Electron Mobility Transistor Logic'', Japanese Journal of Applied Physics, Band 20, 1981, L 598</ref><ref>T. Mimura: ''Development of High Electron Mobility Transistor'', Japanese Journal of Applied Physics, Band 44, 2005, S. 8263</ref>

== Aufbau und Funktionsweise ==
[[Bild:High Electron MobilityTransistor - electron energy band structure (DE).svg|mini|[[Energieband]]schema eines HEMT mit 2D-Elektronengas]]
Das Bauteil besteht aus Schichten verschiedener Halbleitermaterialien mit unterschiedlich großen [[Bandlücke]]n (siehe [[Heterostruktur]]). Häufig wird das Materialsystem [[Aluminiumgalliumarsenid]]/[[Galliumarsenid]] (AlGaAs/GaAs) verwendet, wobei das AlGaAs hoch [[Dotierung|n-dotiert]] und das GaAs nicht dotiert wird. Da die Bandlücke des AlGaAs größer ist als die des GaAs, bildet sich an der Grenzfläche dieser beiden Materialien auf Seiten des GaAs ein [[zweidimensionales Elektronengas]] (2DEG) aus, das als leitfähiger Kanal dienen kann. Die Elektronenbeweglichkeit ist darin sehr hoch.

Weiter verbessert werden kann sie durch eine [[Modulationsdotierung]] des AlGaAs, wie sie erstmals unter anderem von [[Horst Störmer]] vorgeschlagen wurde. Dadurch sinkt die Elektronenstreuung des [[Zweidimensionales Elektronengas|2DEG]] an geladenen Störstellen und führt somit zu einer weiteren Steigerung der Ladungsträgermobilität, was Voraussetzung zur Entdeckung des fraktionierten [[Quanten-Hall-Effekt]]s war ([[Physiknobelpreis]] 1998).

Das HEMT-Prinzip ist auch auf andere Materialsysteme wie [[InGaAs]]/[[InP]]/AlInAs, AlGaN/[[GaN]], AlInN/GaN und [[Silicium|Si]]/[[Siliciumgermanium|SiGe]] anwendbar.

{{Veraltet|seit=längerer Zeit|2=Ist die Forschung hier seit 2008 nicht mehr weitergekommen?}}
Gegenstand der aktuellen Forschung sind Materialkombinationen aus [[Galliumnitrid]] (GaN) und [[Aluminiumgalliumnitrid]] (AlGaN) oder [[Aluminiumindiumnitrid]] (AlInN), das aufgrund seines vergleichsweise hohen Bandabstands eine höhere Betriebsspannung ermöglicht, bevor es zum Felddurchbruch kommt. Besonders für die Herstellung von [[Leistungstransistor]]en erweist sich diese Materialkombination als vorteilhaft, da die Ausgangsimpedanz bei gleicher Leistung steigt und somit die Auskopplung der Energie vereinfacht wird (Anpassung). Auf [[Siliciumcarbid]] (SiC) abgeschieden, weist es zudem einen geringeren thermischen Widerstand als GaAs-Materialkombinationen auf, was sich positiv auf die maximale Verlustleistung bzw. Lebensdauer und Zuverlässigkeit auswirkt.

== Anwendungsbereich ==
Der HEMT ist aufgrund der hohen Ladungsträgermobilität für [[Hochfrequenztechnik|Hochfrequenzanwendungen]] gut geeignet. Die Steuerung des Bauelementes erfolgt, ähnlich wie beim [[Metall-Halbleiter-Feldeffekttransistor]], über ein Metall-Gate, das mit der n-AlGaAs-Schicht verbunden ist.

== Literatur ==
* {{Literatur|Autor=Werner Bächtold, Otto Mildenberger|Titel=Mikrowellenelektronik|Verlag=Vieweg+Teubner Verlag|ISBN=352803937X|Jahr=2002|Seiten=49ff}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Transistor]]

High-electron-mobility transistor - Versionsgeschichte

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