ترانزیستور اثر میدانی با گاز دوبعدی الکترونی (2DEG FET)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع ترانزیستورها (Transistor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
ترانزیستور اثر میدانی با گاز دوبعدی الکترونی (2DEG FET) :
2DEG FET اصطلاحی است که به ترانزیستورهایی اطلاق می شود که کانال هدایت آن ها از یک گاز الکترونی دوبعدی (2DEG) تشکیل شده است. این مفهوم دقیقا همان HEMT است که پیشتر توضیح داده شد. در HEMT، لایه نازکی از الکترون ها با تحرک بالا در فصل مشترک دو نیمه هادی با گاف انرژی متفاوت (مثلا AlGaAs/GaAs) به دام می افتند و یک کانال دوبعدی ایجاد می کنند.
2DEG دارای چگالی حامل بالا (حدود
\[ 10^{12}–10^{13}\,cm^{-2} \]) و تحرک بسیار بالا (تا
\[ 10^7\,cm^2/V\cdot s \]در دماهای پایین) است. این ویژگی ها منجر به رسانایی بالا و نویز کم در فرکانس های بالا می شود. ترانزیستورهای 2DEG (HEMT) به طور گسترده در مخابرات پرسرعت، رادار، و نجوم رادیویی استفاده می شوند.
\[ n_{2DEG} \approx \frac{\sigma_{pol}}{q} \quad \text{(بار قطبش)} \]در مواد مدرن مانند GaN/AlGaN، 2DEG به دلیل قطبش خودبه خودی (Spontaneous Polarization) و پیزوالکتریک تشکیل می شود، بدون نیاز به ناخالصی. این امر باعث می شود تحرک در دمای اتاق نیز بالا بماند. در نتیجه، 2DEG FETهای مبتنی بر GaN برای توان بالا در فرکانس های بالا (چند گیگاهرتز) ایده آل هستند.
کاربردهای خاص 2DEG FET: تقویت کننده های کم نویز (LNA)، میکسرهای فرکانس بالا، نوسان سازها، و کلیدهای RF. با پیشرفت فناوری، از 2DEG در مواد دوبعدی جدید مانند گرافن و دی کالکوژنیدهای فلزات واسطه (TMD) نیز استفاده می شود.
