HEMT (high electron mobility transistor)

Für die Verstärkung von Mikrowellen werden besonders rauscharme Transistoren benötigt. Der High Electron Mobility Transistor (HEMT) ist ein solcher Feldeffekttransistor (FET), der auch als Heterojunction Field Effect Transistor (HFET) bezeichnet wird.


Er besteht aus mehreren dünnen, übereinanderliegenden Schichten aus Halbleitern wie Galliumarsenid (GaAs), Galliumnitrid (GaN) oder Indiumphosphid (InP) mit unterschiedlichen Bandlücken. Dabei ist die räumliche Trennung von Elektronen und Donatoren entscheidend. Bei Donatoren handelt es sich um eine Substanz, die mehr Elektronen in ihrem Valenzband hat als Halbleiteratome und dadurch Elektronen, Protonen und Ionen abgibt. 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.

GaN-HEMT-Transistoren für das S-Band, Foto: Cree

GaN-HEMT-Transistoren für das S-Band, Foto: Cree

HEMTs werden daher in Mikrowellen-Sendern, Satelliten-Transpondern aber auch in LNB-Convertern 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.

GaN-HEMT-Transistoren werden aber auch als schnelle Leistungsschalter 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.

Informationen zum Artikel
Deutsch: HEMT-Transistor
Englisch: high electron mobility transistor - HEMT
Veröffentlicht: 13.11.2014
Wörter: 221
Tags: #Aktive Bauelemente
Links: Bandlücke, Durchbruchspannung, FET (field effect transistor), GaAs (gallium arsenide), GaN (gallium nitride)