11.3 Die Betriebsfälle



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11.3 Die Betriebsfälle

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:

  1. 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.
  2. Der normale Arbeitsbereich (bei diesem HEMT etwa ) zeigt gute Steuerbarkeit des Kanals durch das Gate und ist der typische Betriebsbereich.
  3. 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.
  4. 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