Le transistor JFET

Introduction - Définitions

Principe du JFET

JFET en régime statique.

JFET en régime dynamique.

JFET spéciaux.

Conclusions Exercices


Le transistor JFET- 6.5 Les JFET spéciaux .

6.5.2. Les JFET à haute mobilité électronique : HEMT .

Pour diminuer le temps de transit entre la source et le drain, il est naturel de chercher à utiliser les fortes mobilités électroniques observées dans un gaz bidimensionnel. Depuis 1980, des nouvelle structures dans lesquelles la concentration d'un gaz d'électrons bidimensionnel (gaz 2D) est contrôlée par une grille sont étudiées. On les appelle :

Gaz bidimensionnel dans une hétérojonction AlGaAs'N+'/GaAs

On utilise les propriétés de l'interface entre le matériau grand gap (GaAlAs) et le matériau petit gap (GaAs) d'une hétérojonction.

A cause de la différence des affinités électroniques, les électrons sont transférés du matériau dopé (GaAlAs 'N+') vers le matériau "puits" (GaAs peu dopé P").

La réduction des interaction coulombiennes entre les électrons et les impuretés ionisées (peu nombreuses dans le GaAs P-) conduit à des mobilités très importantes (8.0 103 cm2.V-1.s-1.).

De plus, les électrons sont situés dans un puits de potentiel très étroit, ils se déplacent de façon préférentielle parallèlement au plan des couches (gaz d'électrons bidimensionnel, gaz 2D)

structure simplifiée d'un HEMT

La structure complète du HEMT est représentée figure ci-contre. Le gaz 2D forme un canal entre la source et le drain alors que la couche de GaAlAs est entièrement désertée. La tension appliquée sur la grille permet de moduler la conductivité du gaz 2D.

Les caractéristiques électriques du dispositif sont celles du HEMT lui même (courant du gaz 2D) en parallèle avec celle du MESFET parasite (AlGaAs)

Les HEMT sont parmi les dispositifs à l'état solide les plus "rapides" grâce au produit n µn très élevé.

Ordre de grandeur d'une structure type :

  • GaAs N+ : 2.0 1018 cm-3. ,
  • GaAlAs : 1.5 1018 cm-3. 40 nm,
  • GaAs non dopé : 'P ' < 1.5 1014 cm-3.

 

 

 

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Dernière mise à jour : le 6 mai, 2004 Auteur : Bernard BOITTIAUX