微波場效應電晶體(FET)
微波場效應電晶體有很多型別，主要分為四種類型：
結場效應電晶體JFET金氧半導體場效電晶體MOSFET金屬半導體場效電晶體MESFET異質結場效應電晶體HEFT，高電子遷移率電晶體HEMT，假晶態高電子遷移率電晶體PHEMT也屬於這一類一、微波結型場效電晶體(JFET)結型場效電晶體的基本工作原理在一般的類比電路書上都講過，其結構示意圖如下：
其是利用柵極上的電壓產生可變電場來控制源、漏之間的電流，是一種電壓控制器件。柵極電壓的變化使柵結的空間電荷層的寬度發生變化，由於柵結形成的P+N在反向偏置電壓控制下， P+N空間電荷層向N型半導體內擴充套件，P+N結的反向偏置電壓越高，兩個空間電荷層之間的N溝道就越窄，流過源一漏間的電流也就越小，當反相偏置電壓的數值等於UT時，兩個空間電荷層相交，則溝道寬度等於零，此時源-漏之間的電流為零，此時稱為夾斷狀態， UT稱為夾斷電壓。源漏電流與漏壓、柵壓的關係稱為輸出特性曲線，如下圖所示：
二、金屬氧化物場效電晶體(MOSFET)金屬氧化物場效電晶體( MOSFET)在射頻頻段具有良好的功率特性，因此在射頻頻段多采用此型別電晶體來製成該波段的功率管。目前這種型別功率管由於工藝過程和結構的差異，可分為VDMOS場效電晶體和LDMOS場效電晶體：
VDMOS場效電晶體稱為垂直雙擴散金氧半導體場效應電晶體，它兼有雙極電晶體和普通MOS器件的優點，無論是開關應用還是線性應用都是理想的功率器件。其特徵是接近於無限大的靜態輸入阻抗、非常快的開關時間、導通電阻具有正溫度係數、接近於常數的跨導等。主要應用於電子開關、射頻低端的功率放大、高保真的音響、電機調速等領域。LDMOS場效電晶體稱為橫向擴散金氧半導體場效應電晶體，由於它更容易與CMOS工藝相容而被廣泛採用。與其它型別電晶體相比，在關鍵器件特性方面，如增益、線性度、開關效能、散熱效能等方面的優勢比較明顯，廣泛應用在射頻功率電路中。三、微波金屬半導體場效應電晶體(MESFET)和異質結場效電晶體金屬半導體場效應電晶體(MESFET)的結構示意圖如下圖所示：
金屬半導體場效應電晶體(MESFET)採用高電阻率的本徵GaAl材料作為襯底，在襯底上生長一層N型外延層，稱為溝道。在溝道上方製作源極、柵極和漏極，使柵極形成肖特基勢壘，源極和漏極為歐姆接觸。
金屬與半導體接觸形成肖特基勢壘， MESFET就是利用金屬與N型半導體接觸形成的肖特基勢壘層來工作的。在N型半導體內形成一層載流子完全被耗盡的薄層，這個耗盡層的作用就像一個絕緣區，它壓縮了N層中供電電流的截面積。當柵極加上負電壓UGS時，耗盡層變厚，溝道變薄，變薄的程度受到柵極反向電壓的控制。當負的柵壓增加到-Up時，溝道厚度變為零，即溝道被耗盡層夾斷，此時-Up稱為夾斷電壓。當加上漏源電壓UDS時，溝道會產生漏極電流，類似前述的JFET。
隨著半導體技術和材料的發展，對MESFET的微波特性進行了改善和提高，出現了砷化鎵高電子遷移率電晶體( HEMT)，銦化磷高電子遷移率電晶體(PHEMT) ，異質結場效應電晶體( HFET)等。下圖給出了HEMT 和PHEMT 器件物理結構示意圖：
可以看出，在HEMT 和PHEMT 結構中，增加了一個二維電子氣，二維電子氣中電子具有更高的遷移速率，而且可被外界柵壓所調製，因此HEMT 和PHEMT的微波特性更優。
何謂二維電子氣？
二維電子氣是用量子限制等物理方法使電子群在一個方向上的運動被侷限於一個很小的範圍內,而在另外二個方向上可以自由運動的系統稱為二維電子系，如下圖示意：
以下擇選自Baidu百科：
“如果三維固體中電子的運動在某一個方向(如z方向)上受到阻擋(限制),那麼,電子就只能在另外兩個方向(x、y方向)上自由運動,這種具有兩個自由度的自由電子就稱為二維電子氣（2-DEG）。2-DEG是許多場效應器件（例如MOSFET、HEMT）工作的基礎。
2-DEG一般容易在異質結構中獲得。對於半導體突變異質結，由於導帶底能量突變數ΔEc的存在，則在介面附近出現有“尖峰”和“凹口”；實際上，對異質結中導帶電子的作用而言，該“尖峰”也就是電子的勢壘，“凹口”也就是電子的勢阱。因此，實際上“尖峰”中的電場有驅趕電子的作用，即形成耗盡層；“凹口”中的電場有驅趕空穴、積累電子的作用，在條件合適時，即可形成電子積累層（即表面導電溝道）。如果“凹口”勢阱的深度足夠大，則其中的電子就只能在勢阱中沿著平面的各個方向運動（即緊貼著異質結介面運動），即為二維運動的電子；進而，若引入有效質量概念，則可認為這些電子是經典自由電子，從而可把異質結勢阱中的電子看作為具有一定有效質量的所謂“二維電子氣”（2-DEG）。實際上，其他半導體表面溝道（例如MOSFET的溝道）中的電子也與這些電子一樣，都是二維電子氣。”
二維電子氣是HEMT(包括PHEMT)器件中載流子的主要存在形式，和MESFET相比， HEMT器件有以下幾方面的優勢：
高的電子遷移率。在常溫下，HEMT的電子遷移率通常是MESFET的兩倍，在液氮溫度下，可以達到100倍以上。HEMT材料中達到飽和速度的臨界場強比MESFET小，因此器件更適合於低電壓工作。HEMT溝道層薄，短溝道現象不嚴重，利於製作用於毫米波頻段的器件