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❐ 高電子移動速度電晶體(HEMT)的構造
金屬半導體場效電晶體(MESFET)是很好的高頻放大器元件，但是仍然有許多缺點，例如：在砷化鎵中摻雜其他原子形成N型的區域雖然可以增加導電性，但是摻雜是將雜質原子加入原有的單晶半導體中，必定會破壞原有的單晶結構而使原子排列變混亂，造成電子移動速度變慢；但是如果不摻雜則沒有足夠的電子，導電性不夠，兩者互相矛盾，因此科學家在導通電子的區域製作兩層的結構，發展出「高電子移動速度電晶體(HEMT：High Electron Mobility Transistor)」，如＜圖一＞所示：
➤下層無摻雜：在砷化鎵基板上成長「無摻雜」的砷化鋁鎵磊晶，做為「電子通道(Electron channel)」，由於沒有摻雜因此單晶結構原子排列非常整齊，電子可以快速移動。
➤上層有摻雜：在無摻雜的砷化鋁鎵磊晶上面再摻雜其他原子形成N型的砷化鋁鎵磊晶，摻雜後多出許多電子，可以增加導電性。

圖一　高電子移動速度電晶體(HEMT)的構造示意圖。

由＜圖一＞中可以看出，這樣的結構使電子在上層N型的砷化鋁鎵磊晶產生(有摻雜才容易產生電子)，然後在下層無摻雜的砷化鋁鎵磊晶移動，因為無摻雜的砷化鋁鎵單晶結構沒有被破壞，電子可以快速移動，故稱為「高電子移動速度」。目前HEMT已經成功開發成商品，並且應用在高頻積體電路中，但是由於構造包括兩層磊晶，製造程序較為複雜，因此成本較高。

❐ HEMT開關(HEMT switch)
HEMT開關的工作原理與MES相同，因為砷化鎵的製程技術沒有矽晶圓成熟，所以元件尺寸比較大，成本也比較高，但是砷化鎵的原子振動頻率比矽高，所以適合用來製作高頻積體電路。

圖二　HEMT開關的工作原理示意圖。

❐ HEMT放大器(HEMT amplifier)
使用HEMT除了可以做為開關，也可以做為放大器，其工作原理如＜圖三＞所示，以閘極(Gate)做為共用端，將「較小的電壓或電流(小訊號)」輸入源極(Source)，由於HEMT的元件特性會使訊號放大，轉變成「較大的電壓或電流(大訊號)」由汲極(Drain)輸出，這就是「類比積體電路」工作的基本原理。

使用HEMT放大器來製作類比積體電路，例如：射頻積體電路(RF IC：Radio Frequency IC)、功率放大器(PA：Power Amplifier)、低雜訊放大器(LNA：Low Noise Amplifier)等，則工作頻率可以達到10GHz以上，而且穩定性高、雜訊低，目前廣泛的應用在高頻無線通訊設備中，例如：行動電話、衛星通訊，因此HEMT大多做為「高頻放大器」使用。

圖三 HEMT放大器的工作原理示意圖。

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