high electron mobility transistor

Für die Verstärkung von Mikrowellen werden besonders rauscharme Transistoren benötigt. Der High Electron Mobility Transistor (HEMT) ist ein solcher Transistor. Er besteht aus mehreren dünnen, übereinanderliegenden Schichten aus Halbleitern wie Galliumarsenid (GaAs) oder Galliumnitrid (GaN) mit unterschiedlichen Bandabständen. Dabei ist die räumliche Trennung von Elektronen und Donatoren entscheidend. Bei Letzteren handelt es sich um Fremdatome, die mehr Elektronen in ihrem Valenzband haben als die Halbleiteratome. Die Elektronen stoßen nicht mehr an die Donatoren an, sondern sind in einer Ebene vollkommen frei beweglich. Das hat zur Folge, dass diese Transistoren extrem schnell sind und äußerst rauscharm.

HEMTs werden daher in Mikrowellen-Sendern, Satelliten-Transpondern aber auch in LNBs eingesetzt. Es gibt Millimeterwellen-HEMTs mit hoher Leistungsdichte, die mit Betriebsspannungen von etwa 50 V arbeiten und bei 30 GHz eine Ausgangsleistung von mehreren Watt erzielen. Technisch wurden bereits HEMT-Transistoren entwickelt, deren Grenzfrequenzen bei 500 GHz und darüber liegen.

HEMT-Transistoren werden aber auch als schnelle Schalter eingesetzt und zeichnen sich durch enorm hohe Durchbruchspannungen von mehreren Kilovolt aus. Sie können Schaltspannungen von bis zu 500 V verarbeiten bei Schaltströmen von 2 A und höher. Die Schaltfrequenz von entsprechenden HEMT-Transistoren liegt bei ca. 1 MHz. Wenn die eingefügten Fremdatome mehr Elektronen in ihrem Valenzband haben als das Halbleiteratom, spricht man von Donatoren.