- Główna różnica między MOSFET (tranzystor polowy metalowo-tlenkowo-półprzewodnikowy) a HEMT (tranzystor o wysokiej mobilności elektronów) polega na zastosowanych w nich materiałach półprzewodnikowych i zasadach działania. MOSFET zazwyczaj wykorzystuje podłoże krzemowe i działa w oparciu o modulację przewodności kanału przez pole elektryczne przyłożone do bramki izolowanej cienką warstwą tlenku. Jest szeroko stosowany w obwodach cyfrowych i analogowych do przełączania i wzmacniania.
Natomiast HEMT wykorzystuje złożone materiały półprzewodnikowe, takie jak azotek galu (GaN) lub fosforek indu (InP) w swojej strukturze kanałowej. HEMT opierają się na efektach mechaniki kwantowej i tworzeniu dwuwymiarowego gazu elektronowego (2DEG) na styku różnych warstw półprzewodników. Taka struktura pozwala HEMT osiągnąć wysoką ruchliwość elektronów i wydajność w wysokich częstotliwościach, dzięki czemu nadają się do zastosowań wymagających dużej prędkości działania, takich jak wzmacniacze RF (częstotliwość radiowa) i urządzenia mikrofalowe.
- Technologie CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) i HEMT służą różnym celom i działają na różnych zasadach w urządzeniach półprzewodnikowych. Technologia CMOS opiera się na wykorzystaniu tranzystorów MOSFET typu n i typu p w komplementarnej konfiguracji, co zapewnia niski pobór mocy, wysoką odporność na zakłócenia i gęstość integracji. Jest szeroko stosowany w cyfrowych układach scalonych, mikroprocesorach, układach pamięci i innych zastosowaniach logiki cyfrowej.
Z drugiej strony technologia HEMT koncentruje się na osiągnięciu wysokiej mobilności elektronów i wydajności w wysokich częstotliwościach poprzez zastosowanie złożonych materiałów półprzewodnikowych, takich jak GaN lub InP. HEMT są stosowane głównie w zastosowaniach wymagających wysokiej częstotliwości i dużej mocy, gdzie korzystna jest ich doskonała wydajność pod względem szybkości, wydajności energetycznej i liniowości. Obejmuje to wzmacniacze RF, obwody mikrofalowe, komunikację bezprzewodową, systemy radarowe i komunikację satelitarną.
- HEMT (tranzystory o wysokiej mobilności elektronów) zostały specjalnie zaprojektowane, aby wykorzystać charakterystykę wysokiej ruchliwości elektronów niektórych materiałów półprzewodnikowych, zazwyczaj GaN (azotek galu) lub InP (fosforek indu). Tranzystory te są używane głównie w zastosowaniach wymagających dużej szybkości działania i wysokiej częstotliwości. Kluczowa zaleta HEMT polega na ich zdolności do osiągania wyższych prędkości przełączania, niższych wartości szumów i lepszej wydajności energetycznej w porównaniu z innymi technologiami tranzystorowymi, takimi jak MOSFET.
HEMT działają poprzez tworzenie dwuwymiarowego gazu elektronowego (2DEG) na styku różnych warstw półprzewodnika. Ten 2DEG zapewnia doskonałą mobilność elektronów, umożliwiając HEMT wydajną pracę przy wysokich częstotliwościach, aż do zakresu mikrofal i fal milimetrowych. W rezultacie HEMT znajdują szerokie zastosowanie we wzmacniaczach RF (częstotliwości radiowej), nadajnikach mikrofalowych, komórkowych stacjach bazowych, komunikacji satelitarnej i systemach radarowych, gdzie krytyczne jest szybkie przetwarzanie i transmisja sygnału.
- HEMT (tranzystor o wysokiej mobilności elektronów) i MESFET (tranzystor polowy metalowo-półprzewodnikowy) to urządzenia półprzewodnikowe stosowane w zastosowaniach o wysokiej częstotliwości, ale różnią się zasadą działania i materiałami. MESFET działa poprzez modulowanie przewodności kanału półprzewodnikowego za pomocą pola elektrycznego przyłożonego do metalowej bramki, zwykle wykonanej ze złota lub innego metalu, bezpośrednio na powierzchni półprzewodnika.
Natomiast HEMT wykorzystuje strukturę heterozłączową z materiałami takimi jak GaN lub InP, aby wytworzyć dwuwymiarowy gaz elektronowy (2DEG) na styku różnych warstw półprzewodnika. To 2DEG skutkuje znacznie wyższą ruchliwością elektronów w porównaniu z MESFETami, umożliwiając HEMT osiągnięcie doskonałej wydajności pod względem szybkości, wydajności energetycznej i charakterystyki hałasu. HEMT są szczególnie korzystne w zastosowaniach wymagających pracy w wysokiej częstotliwości, takich jak wzmacniacze RF, tranzystory mikrofalowe i szybkie obwody cyfrowe.
- HEMT (tranzystor o wysokiej mobilności elektronów) i GaN (azotek galu) są ze sobą powiązane w tym sensie, że GaN jest często używany jako materiał półprzewodnikowy w HEMT, ale są to różne pojęcia. GaN to materiał półprzewodnikowy o szerokiej przerwie energetycznej znany ze swoich doskonałych właściwości elektrycznych, w tym wysokiego napięcia przebicia, dużej ruchliwości elektronów i stabilności termicznej. Jest stosowany w różnych urządzeniach elektronicznych, w tym diodach LED, elektronice mocy i urządzeniach RF o wysokiej częstotliwości.
Z drugiej strony HEMT odnosi się w szczególności do typu struktury tranzystorowej, która wykorzystuje GaN (lub czasami InP) w celu osiągnięcia wysokiej ruchliwości elektronów i wydajności w wysokich częstotliwościach. HEMT wykorzystują właściwości GaN do tworzenia dwuwymiarowego gazu elektronowego (2DEG) na styku różnych warstw półprzewodników, umożliwiając wydajny transport elektronów i działanie w częstotliwościach sięgających do zakresu mikrofal i fal milimetrowych.
Dlatego chociaż GaN jest materiałem półprzewodnikowym stosowanym w różnych zastosowaniach elektronicznych, HEMT oznacza specyficzną strukturę tranzystora zaprojektowaną w celu wykorzystania wysokiej mobilności elektronów GaN do pracy z wysoką częstotliwością i dużą szybkością we wzmacniaczach RF, urządzeniach mikrofalowych i innych zastosowaniach, w których wymagana jest doskonała wydajność wymagany.