Nombre: Daniela Carolina Margeit Márquez
CI:18762867
Materia: EES
Dirección Blog creado por mi:http://callelita.blogspot.com/
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domingo, 30 de mayo de 2010
BAW filters enable 4G/3G hotspot connections for smartphones and laptops
domingo 30 de mayo de 2010
May 26, 2010 | Jean-Pierre Joosting | 222900812
IEEE MTT-S International Microwave Symposium 2010 — TriQuint Semiconductor has released a family of new highly-selective WiFi/WiMAX RF bulk acoustic wave (BAW) 4G filters. These BAW filters enable mobile devices to act as portable WLAN (WiFi) hotspots, and simultaneously connect directly to 4G WiMAX networks for broadband access up to 10 times faster than conventional 3G systems.- 885007 — 2.4 GHz ISM/WiFi passband filter with low loss and extreme steepness. The rejection band starts at the lower edge of the worldwide WiMAX/LTE band: 2496 MHz.
- 885008 — 2.4 GHz ISM/WiFi 'notch' filter that rejects the WiFi band while maintaining low loss across the entire 2.496-2.69 GHz worldwide WiMAX/LTE band.
- 885010 — 2.4 GHz ISM/WiFi/BT 'notch' filter that rejects the entire WiFi/BT band from 2.4 to 2.483 GHz, while passing the bands above and below this notch. This includes the WCS/WiBRO band (2.305-2.36 GHz) as well as the worldwide WiMAX/LTE band (2.496-2.69 GHz).
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Controladora de RF Tecnología de Radio Frecuencia
domingo 30 de mayo de 2010
La Tecnología de Radio Frecuencia es la más adecuada para el control de movimiento de personal, maquinaria y materiales. Es utilizada en distintos tipos de aplicaciones que van desde el control de vehículos, pasando por instalaciones de peaje hasta el control de MRE de los soldados.La Controladora RF hace que la utilización de esta tecnología sea sencilla, confiable y efectiva con relación a su costo. Esta controladora viene en dos modelos, Maestra y esclava.La controladora RF Maestra ofrece:- Un gabinete de 15"X15"X15", de fibra de vidrio de uso pesado con refuerzos de metal, con una amplia variedad de opciones de montaje para usos internos o externos.
- Una antena direccional la cual orienta el 80 % del campo de detección hacia una dirección incrementando así el alcance, reduciendo el riesgo de interferencia y mejorando la sensibilidad del lector.
- Lectora RF de largo alcance con un rango de lectura de hasta 200'.
- Un panel de control de acceso completamente funcional con capacidad para controlar 2 lectoras, 20.000 tarjetas, con buffer de transacciones y de descarte, antipass-back, y muchas otras características únicas.
- Fuente protegida contra fallos de energía y picos de tensión y baterías de respaldo.
- Censores opcionales para cerraduras, seguros o aplicaciones de alerta.
- Sistemas de red para calibración y chequeo en campo.
- Puerto de comunicaciones para RS232, RS485, directo, por módem o conexiones inalámbricas.
- Software de control para conexión directa a través de una PC, teléfono o la Internet.
- La controladora esclava tiene el mismo gabinete que la Maestra solo que en el se encuentra la lectora de RF y la antena. La controladora esclava puede funcionar con otros paneles de control de acceso.
- Las controladoras de RF ahorran hasta un 20% en los costos de equipos, un 50% en los costos de instalación y hasta un 30% en los costos de mantenimiento.
- Algunas de sus aplicaciones pueden verse en Entradas con Barreras, Control de Acceso a Instalaciones, Rastreo y Monitoreo de activos.
Lectoras y Tarjetas RFLos Sistemas de Radio Frecuencia (RF) están basados en dos componentes principales, una lectora de radio frecuencia y un transponder o tarjeta. Los mismos trabajan en forma conjunta para proveer una solución para identificar personas, objetos o vehículos sin la necesidad de que la tarjeta tenga un contacto físico. En estos sistemas la tarjeta no tiene que estar en contacto visual con la lectora y funcionan muy bien en ambientes industriales o con mucho polvo o suciedad.Básicamente la tarjeta de RF es un transmisor compuesto por una antena, un microchip y una batería. La información es almacenada en la tarjeta, la cual puede ser tan pequeña como un número de identificación o tan grande como kilo bites de datos.
La información codificada en la tarjeta es convertida en un campo electromagnético por el microchip y transmitida a través de la antena en intervalos predefinidos.La lectora esta compuesta por una antena, un receptor de radio frecuencia y un procesador. La antena recolecta la energía electromagnética transmitida por la tarjeta y se la pasa al receptor. El procesador decodifica la información recibida y se la pasa a la PC controladora o al panel de control. Los rangos de distancia de lectura pueden ser programados a través del software propietario. Diferentes tipos de antenas pueden ser conectados a la lectora para configurar el campo de recepción.Amtel ofrece dos tipos diferentes de dispositivos de RF, los primeros operan en el espectro de UHF (modelos MF – 251-MF, 252-MF-WG, 252-MF1, 252-MF2 & 252-MF3) y los otros en el espectro de microondas (modelo 1501 – 251-RFH-1501).Controladora de RF Tecnología de Radio Frecuenciahttp://acpty.angelfire.com/4.html
La Tecnología de Radio Frecuencia es la más adecuada para el control de movimiento de personal, maquinaria y materiales. Es utilizada en distintos tipos de aplicaciones que van desde el control de vehículos, pasando por instalaciones de peaje hasta el control de MRE de los soldados.
La Controladora RF hace que la utilización de esta tecnología sea sencilla, confiable y efectiva con relación a su costo. Esta controladora viene en dos modelos, Maestra y esclava.
La controladora RF Maestra ofrece:
- Un gabinete de 15"X15"X15", de fibra de vidrio de uso pesado con refuerzos de metal, con una amplia variedad de opciones de montaje para usos internos o externos.
- Una antena direccional la cual orienta el 80 % del campo de detección hacia una dirección incrementando así el alcance, reduciendo el riesgo de interferencia y mejorando la sensibilidad del lector.
- Lectora RF de largo alcance con un rango de lectura de hasta 200'.
- Un panel de control de acceso completamente funcional con capacidad para controlar 2 lectoras, 20.000 tarjetas, con buffer de transacciones y de descarte, antipass-back, y muchas otras características únicas.
- Fuente protegida contra fallos de energía y picos de tensión y baterías de respaldo.
- Censores opcionales para cerraduras, seguros o aplicaciones de alerta.
- Sistemas de red para calibración y chequeo en campo.
- Puerto de comunicaciones para RS232, RS485, directo, por módem o conexiones inalámbricas.
- Software de control para conexión directa a través de una PC, teléfono o la Internet.
- La controladora esclava tiene el mismo gabinete que la Maestra solo que en el se encuentra la lectora de RF y la antena. La controladora esclava puede funcionar con otros paneles de control de acceso.
- Las controladoras de RF ahorran hasta un 20% en los costos de equipos, un 50% en los costos de instalación y hasta un 30% en los costos de mantenimiento.
- Algunas de sus aplicaciones pueden verse en Entradas con Barreras, Control de Acceso a Instalaciones, Rastreo y Monitoreo de activos.
Lectoras y Tarjetas RF
Los Sistemas de Radio Frecuencia (RF) están basados en dos componentes principales, una lectora de radio frecuencia y un transponder o tarjeta. Los mismos trabajan en forma conjunta para proveer una solución para identificar personas, objetos o vehículos sin la necesidad de que la tarjeta tenga un contacto físico. En estos sistemas la tarjeta no tiene que estar en contacto visual con la lectora y funcionan muy bien en ambientes industriales o con mucho polvo o suciedad.
Básicamente la tarjeta de RF es un transmisor compuesto por una antena, un microchip y una batería. La información es almacenada en la tarjeta, la cual puede ser tan pequeña como un número de identificación o tan grande como kilo bites de datos.
La información codificada en la tarjeta es convertida en un campo electromagnético por el microchip y transmitida a través de la antena en intervalos predefinidos.
La información codificada en la tarjeta es convertida en un campo electromagnético por el microchip y transmitida a través de la antena en intervalos predefinidos.
La lectora esta compuesta por una antena, un receptor de radio frecuencia y un procesador. La antena recolecta la energía electromagnética transmitida por la tarjeta y se la pasa al receptor. El procesador decodifica la información recibida y se la pasa a la PC controladora o al panel de control. Los rangos de distancia de lectura pueden ser programados a través del software propietario. Diferentes tipos de antenas pueden ser conectados a la lectora para configurar el campo de recepción.
Amtel ofrece dos tipos diferentes de dispositivos de RF, los primeros operan en el espectro de UHF (modelos MF – 251-MF, 252-MF-WG, 252-MF1, 252-MF2 & 252-MF3) y los otros en el espectro de microondas (modelo 1501 – 251-RFH-1501).
Controladora de RF Tecnología de Radio Frecuenciahttp://acpty.angelfire.com/4.html
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DISPOSITIVOS DE ESTADO SÓLIDO EN MICROONDAS
domingo 30 de mayo de 2010
1. Introducción La amplificación es una de las funciones más básicas y relevantes en loscircuitos de microondas. Los primeros amplificadores de microondas utilizaban tubos yválvulas, como el klystron o los tubos de onda progresiva (TWT). El desarrollo de la física del estado sólido con materialessemiconductores permitió la aplicación de dispositivos de dosterminales como amplificadores. Es el caso de los diodos túnel y deavalancha (Gunn e IMPATT son los ejemplos más destacados). Sin embargo, a partir de los años 70, la mayoría de losamplificadores utilizan dispositivos de tres terminales. Primerofueron los transistores de unión bipolar, con substrato de silicio(BJT). Posteriormente, los de efecto de campo (FET), con sustratode GaAs (MESFET). Durante estas últimas décadas el desarrollo ha sido espectacular,sobre todo en la obtención de compuestos pseudomórficos y deheterouniones, cuyos logros más destacados han sido el transistorbipolar de heterounión (HBT) y el transistor de alta movilidadelectrónica (HEMT). En la sigiuente tabla se resumen las características más destacadas de losprincipales transistores de microondas:
En este capítulo nos centraremos en los amplificadores de estado sólido.
2. Dispositivos de estado sólido en microondas Sin que se pretenda hacer un estudio riguroso de la física del estado sólidode los semiconductores, para abordar el estudio de los amplificadores demicroondas es preciso recordar ciertas nociones básicas. Los tres semiconductores más empleados son el silicio, el germanio y elgalio. Tomando como ejemplo el silicio, su estructura cristalina consisteen una repetición tridimensional de una célula unitaria en forma detetraedro, con un átomo en cada vértice. Cada átomo tiene 14 electrones,cuatro de los cuales son de valencia.
Para formar compuestos estables, los átomos se asocian compartiendo,cediendo o aceptando electrones de otros átomos para completar 8electrones en el nivel más externo. Cuando dos átomos comparten varios electrones, al no alterarse las cargaseléctricas respectivas, no se producen iones ni se mantienen dichasuniones atómicas por atracción electrostática. A esto se le llama enlacecovalente. Los electrones de valencia sirven de unión de un átomo con elsiguiente, quedando fuertemente unidos al núcleo. A pesar de ladisponibilidad de cuatro electrones de valencia, pocos de ellos están librespara contribuir a la conducción.
A temperatura muy baja (digamos 0 ºK), el cristal semiconductor seconvierte en un buen dieléctrico, al no haber disponible ningún portadorde carga libre. Sin embargo, a temperatura ambiente algunos de losenlaces covalentes se rompen, debido a la energía térmica, que puedeprovocar que algún electrón quede libre para circular al azar por elcristal. En enlace covalente incompleto se denomina hueco. Desde el punto de vista cuántico, la energía térmica confiere a cadaelectrón una cierta cantidad de movimiento. Para cada cantidad demovimiento sólo existe un conjunto discreto de energías accesibles,llamadas bandas de energía, que se pueden representar ante la cantidadde movimiento (cuasi impulso).
Si en la situación descrita se aplica al cristal un campo eléctricoconstante, como resultado de las fuerzas electrostáticas, los electrones seaceleran y la velocidad crecería indefinidamente con el tiempo, si nofuera porque se producen colisiones con los iones de la red cristalina. Encada colisión inelástica con un ion, cambia la cantidad de movimiento delelectrón (tanto en dirección como en velocidad), lo que puede provocarcambios en el estado de la energía del electrón. Los cambios másfrecuentes tienen lugar entre las bandas de valencia y de conducción. Eneste caso, el cambio en la cantidad de movimiento hace que un electrónlibre pase a ocupar un enlace covalente que estaba incompleto. Se tratadel proceso recombinación electrón-hueco. En cada colisión la velocidad del electrón se reduce a cero, en promedio.Si el mínimo de la banda de conducción y el máximo de la banda devalencia están alineados, las transiciones son verticales, y la cantidad demovimiento del portador no cambia. Se trata de semiconductores detransición directa, como el GaAs. Si ambos extremos no están alineados, lared cristalina absorbe o cede la cantidad de movimiento correspondiente ala diferencia de energía entre el mínimo de la banda de conducción y elmáximo de la banda de valencia. Se trata de semiconductores detransición indirecta, como el Si. Tras múltiples colisiones no recombinantes, se alcanza una situación deequilibrio y el electrón se mueve a una velocidad de desplazamiento (o dearrastre) cuya dirección es opuesta a la del campo: v = μ E d , siendo μ lamovilidad electrónica del portador.
Para aumentar el número de portadores de corriente se introducenimpurezas sobre el conductor intrínseco. En el caso del Si se empleanimpurezas pentavalentes (como el Sb, P y As). Estas impurezas producenelectrones en exceso, denominándose donadoras, y dan lugar asemiconductores tipo n. En el caso del GaAs se utilizan como sustanciasdonadoras impurezas de Si en sustitución de átomos de Ga. También se pueden dopar los semiconductores con sustancias aceptoraspara aumentar el número de huecos. En el caso del Si se empleanimpurezas de B, In y Ga. En el caso del GaAs, se sustituyen átomos de Gacon elementos del grupo II (Be, Mg). Se trata de semiconductores de tipop. No obstante, en las tecnologías derivadas del GaAs, estos no tienenaceptación, pues la movilidad electrónica de los huecos es muy baja.2.1. Diodos semiconductores Cuando un semiconductor presenta simetría de traslación en torno a ciertoeje, se acostumbra a representar el diagrama de bandas de energía, noante la cantidad de movimiento, sino ante la dimensión longitudinal. En lafigura se representa el mínimo de la banda de valencia y el máximo de labanda de conducción de un semiconductor tipo n y otro de tipo p.
El carácter tipo p ó n de un semiconductor intrínseco depende de laposición relativa del nivel de Fermi entre las bandas de valencia yconducción. En un semiconductor tipo p el nivel de Fermi está máspróximo a la banda de valencia que a la de conducción. En uno tipo n,ocurre lo contrario. Cuando se ponen en contacto un semiconductor de tipo p con uno de tipon, el exceso de huecos en la zona p provoca una corriente de difusión dehuecos que se desplaza hacia la zona n, al tiempo que otra corriente dedifusión de electrones viaja desde la zona n, en la que son mayoritarios, ala zona p. Cada hueco que pasa a la zona n deja en la zona p una cargaligada o ion fijo de impureza aceptora, mientras que los electrones que sedirigen a la zona p dejan en la región n iones fijos de impurezasdonadoras. En esta situación tiene lugar el proceso de formación de una región decarga espacial, formada por iones no compensados a ambos lados de launión, que provoca la aparición de un campo eléctrico que tiende adesplazar a los huecos en el sentido del campo, y a los electrones ensentido contrario. Aparece entonces una corriente de arrastre que seopone a la de difusión. Cuando se alcanza la situación de equilibrio, los flujos de difusión yarrastre se compensan y se crea una región de deplexión, vacía deportadores de carga libres.
Desde el punto de vista cuántico, el diagrama de bandas de energía de launión p-n adopta la forma que se indica en la figura. Resulta útilconsiderar a los electrones como partículas pesadas, por lo que tienden aocupar los niveles inferiores de la banda de conducción, mientras que loshuecos pueden asimilarse a burbujas dentro de un líquido, por lo quetienden a ocupar los estados superiores de la banda de valencia. De estamanera, la curvatura del diagrama de bandas se opone a la difusión de losportadores mayoritarios. Este fenómeno se conoce como barrera depotencial. Si se aplica una diferencia de potencial positiva entre el cristal p yel n, la barrera energética disminuye por debajo del valor deequilibrio térmico. En este caso, el campo eléctrico no es losuficientemente intenso para impedir el flujo de portadoresmayoritarios hacia la zona donde son minoritarios, estableciéndoseuna corriente que crece rápidamente con el potencial aplicado. Si la diferencia de potencial es negativa, la región de carga espacialse hace más ancha. Los flujos de arrastre se hacen mayores que losde difusión, estableciéndose una corriente inversa muy débil,provocada por el paso de los portadores minoritarios a la zonadonde son mayoritarios. Ambos tipos de polarización se utilizan para conseguir amplificación encircuitos de microondas.
2.1.1. Diodos de efecto Gunn. Dispositivos de transferenciade electrones. Determinados semiconductores, como el GaAs o el InP presentan undiagrama de bandas de energía con la presencia de varios valles en labanda de conducción próximos entre sí. Cuando la intensidad de campo esfuerte, se produce la transferencia de electrones al mínimo más alto de labanda de conducción. La masa efectiva de los electrones es mayor en los niveles energéticossuperiores. Por tanto, la movilidad electrónica es menor que en los nivelesmás bajos de energía. Como la conductividad depende de la movilidad electrónica, existe unarango de intensidades de campo eléctrico en el cual se producetransferencia de electrones desde un nivel bajo de energía a uno más alto,de tal manera que la movilidad promedio, y con ella la conductividad,decrecen cuando se aumenta la intensidad de campo.
Este fenómeno se conoce como efecto Gunn, en honor a su descubridor, ylos dispositivos que lo exhiben se denominan diodos Gunn o dispositivos detransferencia de electrones (TED). No obstante, debe quedar claro que nose trata de diodos de unión p-n, sino que constan de un solo bloquesemiconductor (bulk). Si se representa la característica tensión-corriente de estos dispositivos,se aprecia que la región en la que aparece dicho efecto, exhibe unaresistencia dinámica negativa. Dado que los dispositivos con resistencianegativa se pueden modelar como fuentes de tensión controladas porcorriente, estos dispositivos se pueden utilizar para construiramplificadores de microondas. El efecto Gunn puede provocar, a su vez, oscilaciones autosostenidas,debido a que los electrones son acelerados y frenados a su paso por eldiodo, lo que también los habilita para el diseño de osciladores demicroondas: Para conseguir este modo de funcionamiento, se polariza el diodoligeramente por debajo de la tensión de umbral V1. Si en estascondiciones, en cualquier punto del dispositivo el campo eléctricosupera el umbral, entonces se produce la transferencia deelectrones al valle superior, donde la movilidad acusa un descenso.
Se forma en este caso un pequeño dominio dipolar (dipole domain),al tener una región en la que se acumula la carga, y otra dedeplexión. Este pequeño dipolo crea un campo que se suma con elde polarización, haciendo que el campo total en el dominio dipolarse eleve. Como la tensión aplicada es constante, el campo fueradel dominio dipolar baja y se estabiliza por debajo del umbral. Cuando el dipolo alcanza el extremo del ánodo, se produce un picode corriente en los terminales del diodo, lo que elevamomentáneamente el campo por encima del umbral, haciendo quese forme un nuevo dipolo en el cátodo y que el proceso se repitauna vez más. La frecuencia de oscilación es: 1/ f = L vd , donde vdrepresenta la velocidad de arrastre del dipolo y L la longitud deldiodo. A temperatura ambiente, esta velocidad de arrastresaturada es del orden de 107 cm/s para el caso de GaAs. Por tanto,la longitud de la región activa, para una frecuencia de operacióntípica de 10 GHz (banda X) es:
Como el diodo Gunn se comporta como un dispositivo de corrienteconstante, el circuito de polarización requiere una tensiónconstante, para lo que se utiliza con frecuencia la disposiciónmostrada en la figura.
2.1.2. Diodos de efecto avalancha. Cuando en una unión p-n la tensión de polarización inversa es importante,un portador generado térmicamente se desplazará debido a la corrientede arrastre. En su movimiento, los portadores pueden adquirir tal energíaque al colisionar con un ion de la red impriman suficiente energía pararomper un enlace covalente. De esta forma, cada nuevo portador produceportadores adicionales (multiplicación de avalancha). El resultado es unacorriente de saturación inversa elevada. Los diodos de microondas basados en este principio se conocen con lossiguientes nombres: IMPATT (IMPact ionization Avalanche Transit Time): unión p+nin+ BARRITT (BARRier Injection Transit Time): unión p+np+ TRAPATT (TRApped Plasma Triggered Transit): unión p+nn+ El diodo IMPATT (también conocido como diodo Read) se suele operar enrégimen pulsante, polarizándose negativamente, con una tensión de DCpróxima a la de ruptura, y una señal de RF superpuesta, de tal manera quedurante los semiciclos positivos de RF se produce la avalancha.
En los semiciclos positivos de RF, el campo eléctrico en la zona deavalancha aumenta, así como la tasa de generación de nuevosportadores por efecto de la multiplicación, así que se produce unpico en la corriente de avalancha. Incluso después de haberalcanzado la tensión de RF su valor máximo, la corriente deavalancha sigue creciendo, ya que el número de portadores decarga sigue creciendo. Tan sólo una vez iniciado el semiciclo negativo de RF, el proceso demultiplicación de avalancha se detiene. Pero los portadores decarga que se han creado durante el semiciclo anterior debenatravesar todavía la región de arrastre, lo que induce en el circuitouna corriente externa que tiene un desfase superior a 90º con laseñal de RF. Como tensión y corriente se encuentranprácticamente en contrafase, el diodo exhibe una resistencianegativa, comportándose como un dispositivo activo.
Como el diodo IMPATT se comporta como un dispositivo de tensiónconstante, el circuito de polarización requiere una corrienteconstante, para lo que se utiliza con frecuencia un transistorregulador de corriente, como el mostrado en la figura.2.2. Transistores bipolares El transistor bipolar consiste en dos uniones p-n encapsuladas en el mismosustrato. Se llaman bipolares por existir dos tipos de portadores:electrones y huecos. Aunque existen dos dispositivos duales, denominadosnpn y pnp, en microondas se prefieren los primeros, al tener mayormovilidad electrónica los electrones que los huecos. Los tres terminales se denominan emisor (E), base (B) y colector (C). En elemisor, la densidad de dopado suele ser alta, de manera que cuando launión BE se polariza directamente, un importante flujo de difusión alcanzala base del transistor. Para que no se pierdan electrones por recombinación en la base, elespesor de ésta se hace muy pequeño (~ 0.1 μm), y la unión CB se polarizainversamente.
Bajo polarización inversa de la unión CB, los electrones son barridos alinterior del colector, contribuyendo a la corriente. Por otra parte, loselectrones que se generan térmicamente en la base, por efecto de lacorriente de arrastre, son barridos hacia el colector, sumándose a lacorriente de inyección de la unión BE. En microondas, su realización suele ser interdigital multidedo, con elobjeto de tener unos tiempos de tránsito razonables a través de la base ysuficiente área de emisor.
A la hora de integrar un transistor de microondas en un amplificador, sesuele partir de la medida de sus parámetros S a distintas frecuencias, conlo cual se puede sintetizar un modelo circuital equivalente. En el caso delos transistores bipolares, el más frecuente es el indicado en la figura. Como figura de mérito, se suele caracterizar un transistor de microondaspor su frecuencia de transición fT, que se define como la frecuencia a laque la ganancia de corriente con salida en cortocircuito se hace la unidad. Para el caso unilateral, puede suponerse Ccb' = 0, en cuyo caso:
Se suele expresar también T ec f = 1τ , siendo ec e b c τ =τ +τ +τ eltiempo de tránsito emisor-colector. De los tres tiempos, el máscrítico es el tiempo de tránsito a través de la base, pues el emisorestá altamente dopado.
El ruido en un transistor bipolar es de naturaleza térmica, y se genera enlas resistencias de los electrodos. También presenta ruido de disparo(shot), debido a la fluctuación de los portadores al atravesar las unionessemiconductoras. El flujo de portadores de carga a través de una unión p-ndista mucho de ser continua, sino que se asemeja a las gotas de lluviacuando caen sobre un techo de aluminio. El ruido shot, al igual que elruido térmico, se asemeja al ruido blanco, pero es proporcional a lascorrientes de polarización en DC. Por este motivo, los transistoresbipolares de microondas se polarizan en una región con pequeñapolarización en DC. El mínimo factor de ruido en un BJT puedeaproximarse por la expresión:
Este factor de ruido sólo se puede alcanzar bajo apropiadascondiciones de polarización. Como redes de polarización se utilizan circuitos que permitan, por unlado, independencia a los cambios de temperatura y a las variaciones delos parámetros del transistor, y por otro, que el circuito de polarizaciónquede aislado de los circuitos de alta frecuencia, de tal manera que lasseñales de microondas no fluyan por el circuito de polarización. El primer objetivo se puede alcanzar incorporando realimentaciónDC en el circuito de polarización. El segundo objetivo se puede satisfacer introduciendo elementosinductivos (choke) en serie con los componentes DC, que no dejanpasar las altas frecuencias, y elementos capacitivos en paralelo(by-pass) con los componentes DC, para que las corrientes de altafrecuencia se deriven por los elementos capacitivos y no afecten alas redes de polarización.
2.3. Transistores de efecto de campo Formados por un canal tipo n, se puede obligar a que los portadoresmayoritarios, electrones, fluyan a lo largo del canal aplicando unadiferencia de potencial entre los terminales de drenador (D) y fuente (S).El tercer terminal, llamado puerta (G), se forma conectandoeléctricamente dos zonas con dopado p+.
Las regiones de puerta y canal forman una unión p-n que en sufuncionamiento se mantiene con polarización inversa mediante unatensión VGS < 0 y VDS > 0. Debido a la región de carga espacial que se formaa ambos lados del canal cuando la unión p-n se polariza inversamente, elancho efectivo del canal disminuye al aumentar la polarización inversa,pudiendo incluso llegar a obstruirse completamente. En consecuencia, para una determinada tensión VDS, la corriente quealcanza al drenador depende de la tensión que modula la anchura delcanal. Si para cierta tensión VGS el canal está abierto, para valores bajos de VDS,la corriente ID dependerá linealmente de VDS, pero conforme aumenta VDSla unión p-n se polariza inversamente, provocando que la región de cargaespacial reduzca la anchura del canal. A medida que aumenta VDS lacorriente deja de crecer con VDS y se hace independiente de esta tensión. Los transistores de efecto de campo en microondas suelen hacerse consustratos de GaAs, al tener mejor movilidad electrónica. La configuracióntípica es una unión metal-semiconductor (MESFET), que reemplaza launión puerta-canal. Para alcanzar frecuencias muy altas (100 GHz) seutilizan longitudes de puerta del orden de 0.2 μm. Los electrones tienen mayor energía, en promedio, en el semiconductorque en el metal. Por tanto, el contacto metal-semiconductor produce unatransferencia de electrones del semiconductor al metal, el cual quedacargado negativamente. Esta presencia de carga produce un campoeléctrico que atrae los electrones en sentido contrario, alcanzándose unasituación de equilibrio.
El circuito equivalente de un transistor de efecto de campo de microondases el que se indica en la figura, junto con los valores típicos de susparámetros, que se ajustan a partir de las medidas de los parámetros S. La frecuencia de transición, en el caso unilateral, se puede expresarcomo:
Se suele expresar también T s g f = v L , donde vs es la velocidad desaturación de los electrones y Lg la longitud de la puerta.
En un MESFET, al no haber uniones p-n, no existe ruido shot, aunque síruido térmico y ruido flicker, Este último tiene una respuesta enfrecuencia del tipo 1/f, por lo que en microondas no suele afectar. Elminimo factor de ruido que puede alcanzarse con un transistor MESFETpuede aproximarse por la siguiente expresión:
En cuanto a las redes de polarización, en aplicaciones de pequeña señal,la mejor respuesta frente al ruido se obtiene cuando la corriente DC es un20 % de la de saturación para VGS = 0. No obstante, para pequeños valoresde la corriente, la transconductancia se reduce, y con ella la ganancia,por lo que siempre existe un compromiso. En la figura se indican dosposibles redes de polarización.
HBT y HEMT son la siglas de Heterojunction Bipolar Transistor y HighElectron Mobility Transistor, respectivamente. Se trata de dispositivos detres terminales formados por la combinación de diferentes materiales condistinto salto de banda prohibida (gap band). Las heteroestructuras que seutilizan suelen ser compuestos de GaAs – AlGaAs.
En el caso del HBT, el empleo de materiales en el emisor con un salto debanda prohibida mayor que los de la base proporciona un desplazamientode las bandas en la heterointerfaz que favorece la inyección de electronesen la base, mientras que se retarda la inyección de huecos en el emisor.
El empleo de heteroestructuras permite dotar a los transistores de efectode campo de canales con alta movilidad electrónica. Los dispositivosresultantes reciben el nombre de HEMT. Debido al mayor salto de bandaprohibida del AlGaAs comparado con las regiosnes adyacentes de AsGa, loselectrones libres se difunden desde el AlGaAs en el GaAs y forma un gaselectrónico bidimensional en la heterointerfaz. Una barrera de potencialconfina los electrones libres en una lámina muy estrecha.
1. Introducción
La amplificación es una de las funciones más básicas y relevantes en los
circuitos de microondas.
Los primeros amplificadores de microondas utilizaban tubos y
válvulas, como el klystron o los tubos de onda progresiva (TWT).
El desarrollo de la física del estado sólido con materiales
semiconductores permitió la aplicación de dispositivos de dos
terminales como amplificadores. Es el caso de los diodos túnel y de
avalancha (Gunn e IMPATT son los ejemplos más destacados).
Sin embargo, a partir de los años 70, la mayoría de los
amplificadores utilizan dispositivos de tres terminales. Primero
fueron los transistores de unión bipolar, con substrato de silicio
(BJT). Posteriormente, los de efecto de campo (FET), con sustrato
de GaAs (MESFET).
Durante estas últimas décadas el desarrollo ha sido espectacular,
sobre todo en la obtención de compuestos pseudomórficos y de
heterouniones, cuyos logros más destacados han sido el transistor
bipolar de heterounión (HBT) y el transistor de alta movilidad
electrónica (HEMT).
En la sigiuente tabla se resumen las características más destacadas de los
principales transistores de microondas:
En este capítulo nos centraremos en los amplificadores de estado sólido.
2. Dispositivos de estado sólido en microondas
Sin que se pretenda hacer un estudio riguroso de la física del estado sólido
de los semiconductores, para abordar el estudio de los amplificadores de
microondas es preciso recordar ciertas nociones básicas.
Los tres semiconductores más empleados son el silicio, el germanio y el
galio. Tomando como ejemplo el silicio, su estructura cristalina consiste
en una repetición tridimensional de una célula unitaria en forma de
tetraedro, con un átomo en cada vértice. Cada átomo tiene 14 electrones,
cuatro de los cuales son de valencia.
Para formar compuestos estables, los átomos se asocian compartiendo,
cediendo o aceptando electrones de otros átomos para completar 8
electrones en el nivel más externo.
Cuando dos átomos comparten varios electrones, al no alterarse las cargas
eléctricas respectivas, no se producen iones ni se mantienen dichas
uniones atómicas por atracción electrostática. A esto se le llama enlace
covalente. Los electrones de valencia sirven de unión de un átomo con el
siguiente, quedando fuertemente unidos al núcleo. A pesar de la
disponibilidad de cuatro electrones de valencia, pocos de ellos están libres
para contribuir a la conducción.
A temperatura muy baja (digamos 0 ºK), el cristal semiconductor se
convierte en un buen dieléctrico, al no haber disponible ningún portador
de carga libre. Sin embargo, a temperatura ambiente algunos de los
enlaces covalentes se rompen, debido a la energía térmica, que puede
provocar que algún electrón quede libre para circular al azar por el
cristal. En enlace covalente incompleto se denomina hueco.
Desde el punto de vista cuántico, la energía térmica confiere a cada
electrón una cierta cantidad de movimiento. Para cada cantidad de
movimiento sólo existe un conjunto discreto de energías accesibles,
llamadas bandas de energía, que se pueden representar ante la cantidad
de movimiento (cuasi impulso).
Si en la situación descrita se aplica al cristal un campo eléctrico
constante, como resultado de las fuerzas electrostáticas, los electrones se
aceleran y la velocidad crecería indefinidamente con el tiempo, si no
fuera porque se producen colisiones con los iones de la red cristalina. En
cada colisión inelástica con un ion, cambia la cantidad de movimiento del
electrón (tanto en dirección como en velocidad), lo que puede provocar
cambios en el estado de la energía del electrón. Los cambios más
frecuentes tienen lugar entre las bandas de valencia y de conducción. En
este caso, el cambio en la cantidad de movimiento hace que un electrón
libre pase a ocupar un enlace covalente que estaba incompleto. Se trata
del proceso recombinación electrón-hueco.
En cada colisión la velocidad del electrón se reduce a cero, en promedio.
Si el mínimo de la banda de conducción y el máximo de la banda de
valencia están alineados, las transiciones son verticales, y la cantidad de
movimiento del portador no cambia. Se trata de semiconductores de
transición directa, como el GaAs. Si ambos extremos no están alineados, la
red cristalina absorbe o cede la cantidad de movimiento correspondiente a
la diferencia de energía entre el mínimo de la banda de conducción y el
máximo de la banda de valencia. Se trata de semiconductores de
transición indirecta, como el Si.
Tras múltiples colisiones no recombinantes, se alcanza una situación de
equilibrio y el electrón se mueve a una velocidad de desplazamiento (o de
arrastre) cuya dirección es opuesta a la del campo: v = μ E d , siendo μ la
movilidad electrónica del portador.
Para aumentar el número de portadores de corriente se introducen
impurezas sobre el conductor intrínseco. En el caso del Si se emplean
impurezas pentavalentes (como el Sb, P y As). Estas impurezas producen
electrones en exceso, denominándose donadoras, y dan lugar a
semiconductores tipo n. En el caso del GaAs se utilizan como sustancias
donadoras impurezas de Si en sustitución de átomos de Ga.
También se pueden dopar los semiconductores con sustancias aceptoras
para aumentar el número de huecos. En el caso del Si se emplean
impurezas de B, In y Ga. En el caso del GaAs, se sustituyen átomos de Ga
con elementos del grupo II (Be, Mg). Se trata de semiconductores de tipo
p. No obstante, en las tecnologías derivadas del GaAs, estos no tienen
aceptación, pues la movilidad electrónica de los huecos es muy baja.
2.1. Diodos semiconductores
Cuando un semiconductor presenta simetría de traslación en torno a cierto
eje, se acostumbra a representar el diagrama de bandas de energía, no
ante la cantidad de movimiento, sino ante la dimensión longitudinal. En la
figura se representa el mínimo de la banda de valencia y el máximo de la
banda de conducción de un semiconductor tipo n y otro de tipo p.
El carácter tipo p ó n de un semiconductor intrínseco depende de la
posición relativa del nivel de Fermi entre las bandas de valencia y
conducción. En un semiconductor tipo p el nivel de Fermi está más
próximo a la banda de valencia que a la de conducción. En uno tipo n,
ocurre lo contrario.
Cuando se ponen en contacto un semiconductor de tipo p con uno de tipo
n, el exceso de huecos en la zona p provoca una corriente de difusión de
huecos que se desplaza hacia la zona n, al tiempo que otra corriente de
difusión de electrones viaja desde la zona n, en la que son mayoritarios, a
la zona p. Cada hueco que pasa a la zona n deja en la zona p una carga
ligada o ion fijo de impureza aceptora, mientras que los electrones que se
dirigen a la zona p dejan en la región n iones fijos de impurezas
donadoras.
En esta situación tiene lugar el proceso de formación de una región de
carga espacial, formada por iones no compensados a ambos lados de la
unión, que provoca la aparición de un campo eléctrico que tiende a
desplazar a los huecos en el sentido del campo, y a los electrones en
sentido contrario. Aparece entonces una corriente de arrastre que se
opone a la de difusión.
Cuando se alcanza la situación de equilibrio, los flujos de difusión y
arrastre se compensan y se crea una región de deplexión, vacía de
portadores de carga libres.
Desde el punto de vista cuántico, el diagrama de bandas de energía de la
unión p-n adopta la forma que se indica en la figura. Resulta útil
considerar a los electrones como partículas pesadas, por lo que tienden a
ocupar los niveles inferiores de la banda de conducción, mientras que los
huecos pueden asimilarse a burbujas dentro de un líquido, por lo que
tienden a ocupar los estados superiores de la banda de valencia. De esta
manera, la curvatura del diagrama de bandas se opone a la difusión de los
portadores mayoritarios. Este fenómeno se conoce como barrera de
potencial.
Si se aplica una diferencia de potencial positiva entre el cristal p y
el n, la barrera energética disminuye por debajo del valor de
equilibrio térmico. En este caso, el campo eléctrico no es lo
suficientemente intenso para impedir el flujo de portadores
mayoritarios hacia la zona donde son minoritarios, estableciéndose
una corriente que crece rápidamente con el potencial aplicado.
Si la diferencia de potencial es negativa, la región de carga espacial
se hace más ancha. Los flujos de arrastre se hacen mayores que los
de difusión, estableciéndose una corriente inversa muy débil,
provocada por el paso de los portadores minoritarios a la zona
donde son mayoritarios.
Ambos tipos de polarización se utilizan para conseguir amplificación en
circuitos de microondas.
2.1.1. Diodos de efecto Gunn. Dispositivos de transferencia
de electrones.
Determinados semiconductores, como el GaAs o el InP presentan un
diagrama de bandas de energía con la presencia de varios valles en la
banda de conducción próximos entre sí. Cuando la intensidad de campo es
fuerte, se produce la transferencia de electrones al mínimo más alto de la
banda de conducción.
La masa efectiva de los electrones es mayor en los niveles energéticos
superiores. Por tanto, la movilidad electrónica es menor que en los niveles
más bajos de energía.
Como la conductividad depende de la movilidad electrónica, existe una
rango de intensidades de campo eléctrico en el cual se produce
transferencia de electrones desde un nivel bajo de energía a uno más alto,
de tal manera que la movilidad promedio, y con ella la conductividad,
decrecen cuando se aumenta la intensidad de campo.
Este fenómeno se conoce como efecto Gunn, en honor a su descubridor, y
los dispositivos que lo exhiben se denominan diodos Gunn o dispositivos de
transferencia de electrones (TED). No obstante, debe quedar claro que no
se trata de diodos de unión p-n, sino que constan de un solo bloque
semiconductor (bulk).
Si se representa la característica tensión-corriente de estos dispositivos,
se aprecia que la región en la que aparece dicho efecto, exhibe una
resistencia dinámica negativa. Dado que los dispositivos con resistencia
negativa se pueden modelar como fuentes de tensión controladas por
corriente, estos dispositivos se pueden utilizar para construir
amplificadores de microondas.
El efecto Gunn puede provocar, a su vez, oscilaciones autosostenidas,
debido a que los electrones son acelerados y frenados a su paso por el
diodo, lo que también los habilita para el diseño de osciladores de
microondas:
Para conseguir este modo de funcionamiento, se polariza el diodo
ligeramente por debajo de la tensión de umbral V1. Si en estas
condiciones, en cualquier punto del dispositivo el campo eléctrico
supera el umbral, entonces se produce la transferencia de
electrones al valle superior, donde la movilidad acusa un descenso.
Se forma en este caso un pequeño dominio dipolar (dipole domain),
al tener una región en la que se acumula la carga, y otra de
deplexión. Este pequeño dipolo crea un campo que se suma con el
de polarización, haciendo que el campo total en el dominio dipolar
se eleve. Como la tensión aplicada es constante, el campo fuera
del dominio dipolar baja y se estabiliza por debajo del umbral.
Cuando el dipolo alcanza el extremo del ánodo, se produce un pico
de corriente en los terminales del diodo, lo que eleva
momentáneamente el campo por encima del umbral, haciendo que
se forme un nuevo dipolo en el cátodo y que el proceso se repita
una vez más. La frecuencia de oscilación es: 1/ f = L vd , donde vd
representa la velocidad de arrastre del dipolo y L la longitud del
diodo. A temperatura ambiente, esta velocidad de arrastre
saturada es del orden de 107 cm/s para el caso de GaAs. Por tanto,
la longitud de la región activa, para una frecuencia de operación
típica de 10 GHz (banda X) es:
Como el diodo Gunn se comporta como un dispositivo de corriente
constante, el circuito de polarización requiere una tensión
constante, para lo que se utiliza con frecuencia la disposición
mostrada en la figura.
2.1.2. Diodos de efecto avalancha.
Cuando en una unión p-n la tensión de polarización inversa es importante,
un portador generado térmicamente se desplazará debido a la corriente
de arrastre. En su movimiento, los portadores pueden adquirir tal energía
que al colisionar con un ion de la red impriman suficiente energía para
romper un enlace covalente. De esta forma, cada nuevo portador produce
portadores adicionales (multiplicación de avalancha). El resultado es una
corriente de saturación inversa elevada.
Los diodos de microondas basados en este principio se conocen con los
siguientes nombres:
IMPATT (IMPact ionization Avalanche Transit Time): unión p+nin+
BARRITT (BARRier Injection Transit Time): unión p+np+
TRAPATT (TRApped Plasma Triggered Transit): unión p+nn+
El diodo IMPATT (también conocido como diodo Read) se suele operar en
régimen pulsante, polarizándose negativamente, con una tensión de DC
próxima a la de ruptura, y una señal de RF superpuesta, de tal manera que
durante los semiciclos positivos de RF se produce la avalancha.
En los semiciclos positivos de RF, el campo eléctrico en la zona de
avalancha aumenta, así como la tasa de generación de nuevos
portadores por efecto de la multiplicación, así que se produce un
pico en la corriente de avalancha. Incluso después de haber
alcanzado la tensión de RF su valor máximo, la corriente de
avalancha sigue creciendo, ya que el número de portadores de
carga sigue creciendo.
Tan sólo una vez iniciado el semiciclo negativo de RF, el proceso de
multiplicación de avalancha se detiene. Pero los portadores de
carga que se han creado durante el semiciclo anterior deben
atravesar todavía la región de arrastre, lo que induce en el circuito
una corriente externa que tiene un desfase superior a 90º con la
señal de RF. Como tensión y corriente se encuentran
prácticamente en contrafase, el diodo exhibe una resistencia
negativa, comportándose como un dispositivo activo.
Como el diodo IMPATT se comporta como un dispositivo de tensión
constante, el circuito de polarización requiere una corriente
constante, para lo que se utiliza con frecuencia un transistor
regulador de corriente, como el mostrado en la figura.
2.2. Transistores bipolares
El transistor bipolar consiste en dos uniones p-n encapsuladas en el mismo
sustrato. Se llaman bipolares por existir dos tipos de portadores:
electrones y huecos. Aunque existen dos dispositivos duales, denominados
npn y pnp, en microondas se prefieren los primeros, al tener mayor
movilidad electrónica los electrones que los huecos.
Los tres terminales se denominan emisor (E), base (B) y colector (C). En el
emisor, la densidad de dopado suele ser alta, de manera que cuando la
unión BE se polariza directamente, un importante flujo de difusión alcanza
la base del transistor.
Para que no se pierdan electrones por recombinación en la base, el
espesor de ésta se hace muy pequeño (~ 0.1 μm), y la unión CB se polariza
inversamente.
Bajo polarización inversa de la unión CB, los electrones son barridos al
interior del colector, contribuyendo a la corriente. Por otra parte, los
electrones que se generan térmicamente en la base, por efecto de la
corriente de arrastre, son barridos hacia el colector, sumándose a la
corriente de inyección de la unión BE.
En microondas, su realización suele ser interdigital multidedo, con el
objeto de tener unos tiempos de tránsito razonables a través de la base y
suficiente área de emisor.
A la hora de integrar un transistor de microondas en un amplificador, se
suele partir de la medida de sus parámetros S a distintas frecuencias, con
lo cual se puede sintetizar un modelo circuital equivalente. En el caso de
los transistores bipolares, el más frecuente es el indicado en la figura.
Como figura de mérito, se suele caracterizar un transistor de microondas
por su frecuencia de transición fT, que se define como la frecuencia a la
que la ganancia de corriente con salida en cortocircuito se hace la unidad.
Para el caso unilateral, puede suponerse Ccb' = 0, en cuyo caso:
Se suele expresar también T ec f = 1τ , siendo ec e b c τ =τ +τ +τ el
tiempo de tránsito emisor-colector. De los tres tiempos, el más
crítico es el tiempo de tránsito a través de la base, pues el emisor
está altamente dopado.
El ruido en un transistor bipolar es de naturaleza térmica, y se genera en
las resistencias de los electrodos. También presenta ruido de disparo
(shot), debido a la fluctuación de los portadores al atravesar las uniones
semiconductoras. El flujo de portadores de carga a través de una unión p-n
dista mucho de ser continua, sino que se asemeja a las gotas de lluvia
cuando caen sobre un techo de aluminio. El ruido shot, al igual que el
ruido térmico, se asemeja al ruido blanco, pero es proporcional a las
corrientes de polarización en DC. Por este motivo, los transistores
bipolares de microondas se polarizan en una región con pequeña
polarización en DC. El mínimo factor de ruido en un BJT puede
aproximarse por la expresión:
Este factor de ruido sólo se puede alcanzar bajo apropiadas
condiciones de polarización.
Como redes de polarización se utilizan circuitos que permitan, por un
lado, independencia a los cambios de temperatura y a las variaciones de
los parámetros del transistor, y por otro, que el circuito de polarización
quede aislado de los circuitos de alta frecuencia, de tal manera que las
señales de microondas no fluyan por el circuito de polarización.
El primer objetivo se puede alcanzar incorporando realimentación
DC en el circuito de polarización.
El segundo objetivo se puede satisfacer introduciendo elementos
inductivos (choke) en serie con los componentes DC, que no dejan
pasar las altas frecuencias, y elementos capacitivos en paralelo
(by-pass) con los componentes DC, para que las corrientes de alta
frecuencia se deriven por los elementos capacitivos y no afecten a
las redes de polarización.
2.3. Transistores de efecto de campo
Formados por un canal tipo n, se puede obligar a que los portadores
mayoritarios, electrones, fluyan a lo largo del canal aplicando una
diferencia de potencial entre los terminales de drenador (D) y fuente (S).
El tercer terminal, llamado puerta (G), se forma conectando
eléctricamente dos zonas con dopado p+.
Las regiones de puerta y canal forman una unión p-n que en su
funcionamiento se mantiene con polarización inversa mediante una
tensión VGS < 0 y VDS > 0. Debido a la región de carga espacial que se forma
a ambos lados del canal cuando la unión p-n se polariza inversamente, el
ancho efectivo del canal disminuye al aumentar la polarización inversa,
pudiendo incluso llegar a obstruirse completamente.
En consecuencia, para una determinada tensión VDS, la corriente que
alcanza al drenador depende de la tensión que modula la anchura del
canal.
Si para cierta tensión VGS el canal está abierto, para valores bajos de VDS,
la corriente ID dependerá linealmente de VDS, pero conforme aumenta VDS
la unión p-n se polariza inversamente, provocando que la región de carga
espacial reduzca la anchura del canal. A medida que aumenta VDS la
corriente deja de crecer con VDS y se hace independiente de esta tensión.
Los transistores de efecto de campo en microondas suelen hacerse con
sustratos de GaAs, al tener mejor movilidad electrónica. La configuración
típica es una unión metal-semiconductor (MESFET), que reemplaza la
unión puerta-canal. Para alcanzar frecuencias muy altas (100 GHz) se
utilizan longitudes de puerta del orden de 0.2 μm.
Los electrones tienen mayor energía, en promedio, en el semiconductor
que en el metal. Por tanto, el contacto metal-semiconductor produce una
transferencia de electrones del semiconductor al metal, el cual queda
cargado negativamente. Esta presencia de carga produce un campo
eléctrico que atrae los electrones en sentido contrario, alcanzándose una
situación de equilibrio.
El circuito equivalente de un transistor de efecto de campo de microondas
es el que se indica en la figura, junto con los valores típicos de sus
parámetros, que se ajustan a partir de las medidas de los parámetros S.
La frecuencia de transición, en el caso unilateral, se puede expresar
como:
Se suele expresar también T s g f = v L , donde vs es la velocidad de
saturación de los electrones y Lg la longitud de la puerta.
En un MESFET, al no haber uniones p-n, no existe ruido shot, aunque sí
ruido térmico y ruido flicker, Este último tiene una respuesta en
frecuencia del tipo 1/f, por lo que en microondas no suele afectar. El
minimo factor de ruido que puede alcanzarse con un transistor MESFET
puede aproximarse por la siguiente expresión:
En cuanto a las redes de polarización, en aplicaciones de pequeña señal,
la mejor respuesta frente al ruido se obtiene cuando la corriente DC es un
20 % de la de saturación para VGS = 0. No obstante, para pequeños valores
de la corriente, la transconductancia se reduce, y con ella la ganancia,
por lo que siempre existe un compromiso. En la figura se indican dos
posibles redes de polarización.
HBT y HEMT son la siglas de Heterojunction Bipolar Transistor y High
Electron Mobility Transistor, respectivamente. Se trata de dispositivos de
tres terminales formados por la combinación de diferentes materiales con
distinto salto de banda prohibida (gap band). Las heteroestructuras que se
utilizan suelen ser compuestos de GaAs – AlGaAs.
En el caso del HBT, el empleo de materiales en el emisor con un salto de
banda prohibida mayor que los de la base proporciona un desplazamiento
de las bandas en la heterointerfaz que favorece la inyección de electrones
en la base, mientras que se retarda la inyección de huecos en el emisor.
El empleo de heteroestructuras permite dotar a los transistores de efecto
de campo de canales con alta movilidad electrónica. Los dispositivos
resultantes reciben el nombre de HEMT. Debido al mayor salto de banda
prohibida del AlGaAs comparado con las regiosnes adyacentes de AsGa, los
electrones libres se difunden desde el AlGaAs en el GaAs y forma un gas
electrónico bidimensional en la heterointerfaz. Una barrera de potencial
confina los electrones libres en una lámina muy estrecha.
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