由混入AIGaAs層的施體不純物提供的電子橫切混合接合面后，向能量較低的GaAs側(cè)移動(dòng)，移動(dòng)后的電子被AIGaAs側(cè)施體離子的庫(kù)侖力吸引到混合接合界面，形成極薄的通道層。通過柵極電壓控制該2次元電子氣體的濃，控制源極、漏極之間的電流。這樣，電子和不純物離子被分離，GaAs中的電子可以不受到不純物散亂的影響，高速移動(dòng)。

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　　GaAs系列HMET的結(jié)構(gòu)

　　★雙極系列高頻晶體管

　　HBT(混合接合雙極晶體管)及其動(dòng)作原理

　　HBT是用于高頻開發(fā)出的雙極晶體管的一種。和一般的雙極晶體管(單接合雙極晶體管)中，發(fā)射極、基極采用相同的半導(dǎo)體材料制成的相反，HBT的基極、發(fā)射極使用不同的半導(dǎo)體材料。一般的雙極晶體管為了提高高頻特性，將基極的不純物濃度提高，將在極層弄薄，但由于電流放大率會(huì)下降，因此有一定的界限。制成HBT結(jié)構(gòu)，就能利用構(gòu)成發(fā)射極和基極的半導(dǎo)體材料的能量差的不同，在不降低電流放大率的的情況下，提高不純物濃度，進(jìn)一步提高高頻特性。

　　SiGe基本結(jié)構(gòu)

　　其結(jié)構(gòu)就是將通常的Si的NPN晶體管的基極通過外延成長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為SiGe混晶基極。可以使用和一般硅雙極相同的制程、設(shè)備制成，因此可以制造具有優(yōu)良高頻特性、價(jià)格便宜的半導(dǎo)體器件。適用于混合雙極晶體管和CMOS的高頻BiCMOSLSI用。

　　高頻器件的用途

　　高頻器件用于手機(jī)、個(gè)人機(jī)器GPS天線、衛(wèi)星廣播接收機(jī)等。

　　大功率晶體管(功率MOSFET)的種類和使用方法

　　大功率MOSFET絕大部分被用于開關(guān)。因此ON電壓(ON電阻)的降低和調(diào)制的高速化很重要。大功MOSFET是具有高速性和高破壞耐量的理想型功率控制哭件。

　　★功率MOSFET結(jié)構(gòu)及種類

　　一般MOSFET，其電流方向與芯片表面的方向平行，相反功率MOSFET是在芯片的垂直方向流經(jīng)電流。這種結(jié)構(gòu)中，ON電阻下降，可以流經(jīng)大電流。

　　功率MOSFET的柵極結(jié)構(gòu)中有柵極在芯片的表面方向形成的平面型柵極以及在垂直方向上形成的溝槽型柵極2種。一般情況下，溝槽型柵極結(jié)構(gòu)的ON電阻可以進(jìn)一步減小，但一旦變?yōu)楦吣偷脑挘趦r(jià)格×性能面反而平面型柵極結(jié)構(gòu)更利。

　　用 途

　　功率MOSFET因?yàn)樘匦员容^穩(wěn)定，使用方便，因此廣泛使用。在DC-DC轉(zhuǎn)換器等開關(guān)電源、照明設(shè)備的反相電路、馬達(dá)的反相電路及速度控制等多方面得到廣泛的使用。

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　　MOSFET的結(jié)構(gòu)的種類

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　　各種功率MOSFET

　　★超接MOSFET

　　結(jié)構(gòu)及動(dòng)作

　　一般MOSFET的缺點(diǎn)，是提高耐壓的話ON電阻就會(huì)急增加。超接MOSFET就是為了改善這個(gè)缺點(diǎn)而發(fā)明出來的一種器件。縱向延伸的薄板狀N層和P層相鄰配置，令N層和P層的雜質(zhì)濃度一致。在ON狀態(tài)下電子流過比電阻較低的N層，可以獲得較低的ON電阻。此外，在OFF狀態(tài)下使N層-P層空乏化，就能得到和本征半導(dǎo)體相同的平坦的電場(chǎng)分布，從而實(shí)現(xiàn)高耐壓。

　　可以在保持MOSFET的高速開關(guān)特性的同時(shí)，獲得高耐壓、低ON電阻的特性。

　　用 途

　　可用于高耐開關(guān)電源、PFC(功率改善)等領(lǐng)域。

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　　超級(jí)MOSFET的結(jié)構(gòu)

　　I G B T

　　IBGT是高耐壓MOSFET的一種。它利用導(dǎo)電調(diào)制效果(參照PIN二極管)改善了一般MOSFET的缺點(diǎn)----伴隨著高耐壓化而產(chǎn)生的ON電阻的增加。

　　結(jié)構(gòu)及動(dòng)作

　　要實(shí)現(xiàn)MOSFET的高壓化。需要雜質(zhì)濃度比較低，且層厚比較厚的漏極N-區(qū)域。因此，MOSFET在ON狀態(tài)下的ON電阻會(huì)增大。IGBT就是在相當(dāng)于MOSFET漏極的部位增加了正向的PN接合，從P型半導(dǎo)體向N型半導(dǎo)體注入空穴。這樣一來，就能在該區(qū)域形成電子、空穴密度非常高的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)較低的ON電阻。

　　用 途

　　IGBT被廣泛應(yīng)用于變頻空調(diào)、IH烹調(diào)設(shè)備等白色家電產(chǎn)品及工業(yè)設(shè)備、泵、穩(wěn)壓電源、風(fēng)力發(fā)電等工業(yè)用途，以及混合動(dòng)力汽車、燃料電池車、還有鐵路車輛的馬達(dá)控制等領(lǐng)域。

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　　IGBT的圖形記號(hào)、結(jié)構(gòu)

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　　和一般的晶體管外觀相同的IGBT

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　　大型IGBT的外觀

　　晶閘管(SCR)和三端雙向控硅開關(guān)(TRIAC)

　　晶閘管(硅控制整流器件)具有NPNP的4層結(jié)構(gòu)，可以通過柵極信號(hào)控制正向電流通電時(shí)間的開關(guān)用半導(dǎo)體器件。三端雙向可控硅開關(guān)具有NPNPN的5層結(jié)構(gòu)，是一種可以控制交流電壓的元件。

　　★晶閘管

　　結(jié)構(gòu)及動(dòng)作

　　晶閘管具有NPNP的4層結(jié)構(gòu)。從等價(jià)電路的角度來說，相當(dāng)于NPN晶體管和PNP晶體管各自的基極作為內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接到了對(duì)方的集電極上。因此，NPN的基極上一旦從外部流入電流后，相應(yīng)產(chǎn)生的NPN的集電極電流就成為PNP的基極電流，該基極電流所對(duì)應(yīng)PNP的集電極電流就成為NPN的基極電流，這樣的循不不斷重復(fù)完全成為ON狀態(tài)(柵閂狀態(tài))。

　　晶閘管可以通過柵極關(guān)閉電流，但無法像晶體管一樣自已切斷電流。要進(jìn)入OFF狀態(tài)，需要將電流降低到一定電流(維持電流)以下，或者進(jìn)入一定時(shí)間反阻止?fàn)顟B(tài)。

　　動(dòng)作可分成3個(gè)狀態(tài)。

　　.反阻止?fàn)顟B(tài)：對(duì)于陰術(shù)來說，陽極上外加負(fù)電壓的情況下，電流和柵極狀態(tài)無關(guān)，不能流通

　　.OFF狀態(tài)：對(duì)于陰極來說，即使陽極變正時(shí)，柵極電流對(duì)于陰極成負(fù)乃至零的情況下，電流也不能流通。

　　.ON狀態(tài)：對(duì)于陰極來說，當(dāng)陽極為正時(shí)，如果在柵極上加正電壓，就會(huì)產(chǎn)生電流。

　　用 途

　　適合于交流電壓的開關(guān)及相位控制電路、電容器電壓的放電電路、繼電器及螺線管的開關(guān)。

　　以下是一些實(shí)際的應(yīng)用舉例：電源線的開關(guān)及燈的調(diào)光控制、加熱器的功率控制、氣體點(diǎn)火電路 點(diǎn)燃客點(diǎn)火電

　　路、漏電斷路機(jī)、頻閃閃光電路等。

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　　晶閘管的圖形記號(hào)、結(jié)構(gòu)

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　　晶閘管的特性曲線

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　　晶閘管