11.3 Die Betriebsfälle
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Die Kennlinien des HEMT können qualitativ gut beschrieben werden.
Eine Anpassung der verschiedenen Parameter der Simulation
(SCHOTTKY-Barrierenhöhe des Gates,
Rekombinationsgeschwindigkeit des
Gates, Supply-Layer-Dotierung, Supply-Layer-Dicke,
Nullfeldbeweglichkeit) an die in der spezifischen Fachliteratur
angegebenen Werte und an Werte, die durch Messungen ermittelt wurden,
ist noch im Gange.
Bild 11.8 zeigt die Transferkennlinie des HEMT für
. Je nach der Gate-Source-Spannung kann man vier
Betriebsfälle des HEMT unterscheiden, von denen nur einer praktisch
genutzt wird:
- Der Subthreshold-Bereich, wie er beim MOS-Transistor heißt
(bei diesem HEMT etwa ), ist durch
einen überlagerten Substratstrom gekennzeichnet, wodurch ein
exponentielles Abschalten (wie beim MOS-Transistor) nicht
erreicht wird.
- Der normale Arbeitsbereich (bei diesem HEMT etwa
) zeigt gute
Steuerbarkeit des Kanals durch das Gate und ist der typische
Betriebsbereich.
- Der Sättigungsbereich (bei diesem HEMT etwa
), in den der normale
Betriebsbereich fließend übergeht, zeigt eine Abflachung der
Kennlinie, da sich eine Driftzone unter dem Drainkontakt
ausbildet, die ein immer stärkeres Hindernis für den Strom
darstellt.
- Der Bereich mit parasitärem Kanal (bei diesem HEMT etwa
). Ein parasitärer Kanal, der sich bei
hohen Gatespannungen ausbildet, begrenzt den Einsatzbereich des
HEMT nach oben.
Bei hohen Gatespannungen weicht die Simulation noch von der Realität
ab. So setzt in der Simulation der parasitäre Kanal früher ein als
in der Realität. Um die Simulation hier zu kalibrieren, müssen die
Parameter des SCHOTTKY-Kontakts noch einer genaueren
Untersuchung
unterzogen werden. Dieser Bereich ist aber für die praktische
Anwendung nicht von Interesse.
Der HEMT wird üblicherweise mit einem Arbeitspunkt betrieben, der im
als ,,normaler Arbeitsbereich`` bezeichneten Abschnitt liegt, kurz
bevor dieser in die Sättigung übergeht.
In der folgenden Serie von Abbildungen wird der HEMT in den vier
typischen Betriebsfällen gezeigt, und diese werden anhand der
Simulationsergebnisse untersucht.
Martin Stiftinger
Fri Oct 21 18:22:52 MET 1994