உயர் எலக்ட்ரான் மொபிலிட்டி டிரான்சிஸ்டர் (HEMT) பற்றிய பயிற்சி

உயர் எலக்ட்ரான் மொபிலிட்டி டிரான்சிஸ்டர் (HEMT) பற்றிய பயிற்சி

HEMT அல்லது உயர் எலக்ட்ரான் மொபிலிட்டி டிரான்சிஸ்டர் ஒரு புல விளைவு டிரான்சிஸ்டர் வகை (FET) , இது மைக்ரோவேவ் அதிர்வெண்களில் குறைந்த இரைச்சல் எண்ணிக்கை மற்றும் மிக உயர்ந்த செயல்திறன் ஆகியவற்றின் கலவையை வழங்க பயன்படுகிறது. அதிவேக, அதிக அதிர்வெண், டிஜிட்டல் சுற்றுகள் மற்றும் குறைந்த இரைச்சல் பயன்பாடுகளைக் கொண்ட நுண்ணலை சுற்றுகளுக்கு இது ஒரு முக்கியமான சாதனம். இந்த பயன்பாடுகளில் கணினி, தொலைத்தொடர்பு மற்றும் கருவி ஆகியவை அடங்கும். சாதனம் RF வடிவமைப்பிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அங்கு அதிக RF அதிர்வெண்களில் அதிக செயல்திறன் தேவைப்படுகிறது.



உயர் எலக்ட்ரான் மொபிலிட்டி டிரான்சிஸ்டர் (HEMT) கட்டுமானம்

ஒரு HEMT ஐ உருவாக்க பயன்படும் முக்கிய உறுப்பு சிறப்பு PN சந்தி ஆகும். இது ஒரு ஹீட்டோ-சந்தி என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் சந்தியின் இருபுறமும் வெவ்வேறு பொருட்களைப் பயன்படுத்தும் ஒரு சந்திப்பைக் கொண்டுள்ளது. அதற்கு பதிலாக p-n சந்தி , ஒரு உலோக-குறைக்கடத்தி சந்தி (தலைகீழ்-சார்புடைய ஷாட்கி தடை) பயன்படுத்தப்படுகிறது, அங்கு ஷாட்கி தடைகளின் எளிமை, வடிவியல் சகிப்புத்தன்மையை மூடுவதற்கு புனையலை அனுமதிக்கிறது.


அலுமினியம் காலியம் ஆர்சனைடு (AlGaAs) மற்றும் காலியம் ஆர்சனைடு (GaAs) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தும் பொதுவான பொருட்கள். காலியம் ஆர்சனைடு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் இது Si ஐ விட அதிக இயக்கம் மற்றும் கேரியர் சறுக்கல் திசைவேகங்களைக் கொண்ட உயர் எலக்ட்ரான் இயக்கம் வழங்குகிறது.





ஒரு HEMT இன் திட்ட குறுக்கு பிரிவு

ஒரு HEMT இன் திட்ட குறுக்கு பிரிவு

பின்வருமாறு ஒரு HEMT இன் உற்பத்தி, முதலில் காலியம் ஆர்சனைட்டின் உள்ளார்ந்த அடுக்கு அரை-இன்சுலேடிங் காலியம் ஆர்சனைடு அடுக்கில் அமைக்கப்பட்டுள்ளது. இது சுமார் 1 மைக்ரான் தடிமன் மட்டுமே. அதன் பிறகு, உள்ளார்ந்த அலுமினிய காலியம் ஆர்சனைட்டின் 30 முதல் 60 ஆங்ஸ்ட்ரோம்களுக்கு இடையில் மிக மெல்லிய அடுக்கு இந்த அடுக்கின் மேல் அமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த அடுக்கின் முக்கிய நோக்கம் ஹெப்ரோ-சந்தி இடைமுகத்தை அளவிடப்பட்ட அலுமினிய காலியம் ஆர்சனைடு பகுதியிலிருந்து பிரிப்பதை உறுதி செய்வதாகும்.



அதிக எலக்ட்ரான் இயக்கம் அடைய வேண்டுமென்றால் இது மிகவும் முக்கியமானதாகும். கீழே உள்ள வரைபடங்களில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி சுமார் 500 ஆங்ஸ்ட்ரோம் தடிமன் கொண்ட அலுமினிய காலியம் ஆர்சனைட்டின் அளவிடப்பட்ட அடுக்கு இதற்கு மேலே அமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த அடுக்கின் சரியான தடிமன் தேவைப்படுகிறது மற்றும் இந்த அடுக்கின் தடிமன் கட்டுப்படுத்த சிறப்பு நுட்பங்கள் தேவைப்படுகின்றன.

சுய-சீரமைக்கப்பட்ட அயனி பொருத்தப்பட்ட அமைப்பு மற்றும் இடைவேளையின் வாயில் அமைப்பு ஆகிய இரண்டு முக்கிய கட்டமைப்புகள் உள்ளன. சுய-சீரமைக்கப்பட்ட அயனி பொருத்தப்பட்ட கட்டமைப்பில் கேட், வடிகால் மற்றும் மூலங்கள் அமைக்கப்பட்டன, அவை பொதுவாக உலோக தொடர்புகள், இருப்பினும் மூல மற்றும் வடிகால் தொடர்புகள் சில நேரங்களில் ஜெர்மானியத்திலிருந்து தயாரிக்கப்படலாம். கேட் பொதுவாக டைட்டானியத்தால் ஆனது, மேலும் இது GaAs-FET ஐப் போன்ற ஒரு நிமிடம் தலைகீழ் சார்புடைய சந்திப்பை உருவாக்குகிறது.


இடைவேளையின் நுழைவாயிலின் கட்டமைப்பிற்கு, வடிகால் மற்றும் மூல தொடர்புகளை உருவாக்க n- வகை காலியம் ஆர்சனைட்டின் மற்றொரு அடுக்கு அமைக்கப்பட்டுள்ளது. கீழே உள்ள வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி பகுதிகள் பொறிக்கப்பட்டுள்ளன.

FET இன் வாசல் மின்னழுத்தம் தடிமனால் மட்டுமே தீர்மானிக்கப்படுவதால், வாயிலின் கீழ் உள்ள தடிமன் மிகவும் முக்கியமானது. வாயிலின் அளவு, எனவே சேனல் மிகவும் சிறியது. அதிக அதிர்வெண் செயல்திறனைப் பராமரிக்க வாயிலின் அளவு பொதுவாக 0.25 மைக்ரான் அல்லது அதற்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும்.

ஒரு AlGaA கள் அல்லது GaAs HEMT மற்றும் ஒரு GaA களின் கட்டமைப்புகளை ஒப்பிடும் குறுக்கு வெட்டு வரைபடங்கள்

ஒரு AlGaA கள் அல்லது GaAs HEMT மற்றும் ஒரு GaA களின் கட்டமைப்புகளை ஒப்பிடும் குறுக்கு வெட்டு வரைபடங்கள்

HEMT செயல்பாடு

HEMT இன் செயல்பாடு மற்ற வகை FET உடன் சற்று வித்தியாசமானது மற்றும் இதன் விளைவாக, இது நிலையான சந்திக்கு மேல் அல்லது மேம்பட்ட செயல்திறனை வழங்க முடியும் அல்லது MOS FET கள் , குறிப்பாக மைக்ரோவேவ் ஆர்எஃப் பயன்பாடுகளில். N- வகை பகுதியிலிருந்து எலக்ட்ரான்கள் படிக லட்டு வழியாக நகர்கின்றன மற்றும் பல ஹெட்டெரோ-சந்திக்கு அருகில் உள்ளன. ஒரு அடுக்கு மட்டுமே தடிமனாக இருக்கும் இந்த எலக்ட்ரான்கள், மேலே உள்ள உருவத்தில் (அ) காட்டப்பட்டுள்ள இரு பரிமாண எலக்ட்ரான் வாயுவாக உருவாகின்றன.

இந்த பிராந்தியத்திற்குள், எலக்ட்ரான்கள் சுதந்திரமாக நகர முடிகிறது, ஏனென்றால் வேறு எந்த நன்கொடை எலக்ட்ரான்களும் அல்லது எலக்ட்ரான்கள் மோதுகின்ற பிற பொருட்களும் இல்லை மற்றும் வாயுவில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் இயக்கம் மிக அதிகமாக உள்ளது. 2 டி எலக்ட்ரான் வாயுவிலிருந்து உருவாகும் சேனலில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையை மாற்றியமைக்க ஷாட்கி தடை டையோடாக உருவாகும் வாயிலுக்கு பயன்படுத்தப்படும் சார்பு மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் இது சாதனத்தின் கடத்துத்திறனை கட்டுப்படுத்துகிறது. சேனலின் அகலத்தை கேட் பயாஸ் மின்னழுத்தத்தால் மாற்றலாம்.

HEMT இன் பயன்பாடுகள்

  • HEMT முன்னர் அதிவேக பயன்பாடுகளுக்காக உருவாக்கப்பட்டது. அவற்றின் குறைந்த இரைச்சல் செயல்திறன் காரணமாக, அவை சிறிய சிக்னல் பெருக்கிகள், சக்தி பெருக்கிகள், ஆஸிலேட்டர்கள் மற்றும் 60 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் வரை அதிர்வெண்களில் இயங்கும் மிக்சர்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
  • செல்லுலார் தொலைத்தொடர்பு, நேரடி ஒளிபரப்பு பெறுதல் - டிபிஎஸ், வானொலி வானியல், உள்ளிட்ட பரந்த அளவிலான ஆர்எஃப் வடிவமைப்பு பயன்பாடுகளில் ஹெம்டி சாதனங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ராடார் (ரேடியோ கண்டறிதல் மற்றும் ரேங்கிங் சிஸ்டம்) குறைந்த சத்தம் செயல்திறன் மற்றும் அதிக அதிர்வெண் செயல்பாடுகள் தேவைப்படும் எந்த RF வடிவமைப்பு பயன்பாட்டிலும் முக்கியமாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.
  • இப்போதெல்லாம் HEMT கள் பொதுவாக இணைக்கப்படுகின்றன ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள் . இந்த மோனோலிதிக் மைக்ரோவேவ் ஒருங்கிணைந்த சர்க்யூட் சில்லுகள் (எம்.எம்.ஐ.சி) ஆர்.எஃப் வடிவமைப்பு பயன்பாடுகளுக்கு பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன

HEMT இன் மேலும் வளர்ச்சி PHEMT (சூடோமார்பிக் ஹை எலக்ட்ரான் மொபிலிட்டி டிரான்சிஸ்டர்) ஆகும். வயர்லெஸ் தகவல்தொடர்புகள் மற்றும் எல்.என்.ஏ (குறைந்த சத்தம் பெருக்கி) பயன்பாடுகளில் PHEMT கள் விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை அதிக சக்தி சேர்க்கப்பட்ட செயல்திறன் மற்றும் சிறந்த குறைந்த இரைச்சல் புள்ளிவிவரங்கள் மற்றும் செயல்திறனை வழங்குகின்றன.

இதனால், இது எல்லாமே உயர் எலக்ட்ரான் மொபிலிட்டி டிரான்சிஸ்டர் (HEMT) கட்டுமானம், அதன் செயல்பாடு மற்றும் பயன்பாடுகள். இந்த தலைப்பில் அல்லது மின் மற்றும் மின்னணு திட்டங்களில் ஏதேனும் கேள்விகள் இருந்தால் கீழே உள்ள கருத்துகளை இடுங்கள்.