Un MESFET ( transistor de efecto de campo metal-semiconductor ) es un dispositivo semiconductor de transistor de efecto de campo similar a un JFET con una unión Schottky ( metal - semiconductor ) en lugar de una unión p–n para una compuerta .
Los MESFET se construyen con tecnologías de semiconductores compuestos que carecen de pasivación superficial de alta calidad, como arseniuro de galio , fosfuro de indio o carburo de silicio , y son más rápidos pero más caros que los JFET o MOSFET basados en silicio . Los MESFET de producción funcionan hasta aproximadamente 45 GHz, [1] y se utilizan comúnmente para comunicaciones de frecuencia de microondas y radar . Los primeros MESFET se desarrollaron en 1966, y un año después se demostró su rendimiento de microondas de RF de frecuencia extremadamente alta . [2]
El MESFET, de manera similar al JFET, se diferencia del FET o MOSFET de compuerta aislada común porque no hay un aislante debajo de la compuerta sobre la región de conmutación activa. Esto implica que la compuerta MESFET debería, en modo transistor, estar polarizada de manera que se tenga una zona de agotamiento con polarización inversa que controle el canal subyacente, en lugar de un diodo semiconductor de metal que conduzca directamente al canal. [ cita requerida ]
Aunque esta restricción inhibe ciertas posibilidades de circuitos, ya que la compuerta debe permanecer polarizada inversamente y, por lo tanto, no puede superar un cierto voltaje de polarización directa, los dispositivos analógicos y digitales MESFET funcionan razonablemente bien si se mantienen dentro de los límites de diseño. El aspecto más crítico del diseño es la extensión del metal de la compuerta sobre la región de conmutación. Generalmente, cuanto más estrecho sea el canal portador modulado por la compuerta, mejores serán las capacidades de manejo de frecuencia. El espaciamiento de la fuente y el drenaje con respecto a la compuerta, y la extensión lateral de la compuerta son parámetros de diseño importantes, aunque algo menos críticos. La capacidad de manejo de corriente de los MESFET mejora a medida que la compuerta se alarga lateralmente, manteniendo constante la región activa; sin embargo, el cambio de fase a lo largo de la compuerta es limitado debido al efecto de la línea de transmisión. Como resultado, la mayoría de los MESFET de producción utilizan una capa superior acumulada de metal de baja resistencia en la compuerta, lo que a menudo produce un perfil similar a un hongo en la sección transversal. [ cita requerida ]
Se han explorado numerosas posibilidades de fabricación de MESFET para una amplia variedad de sistemas de semiconductores. Algunas de las principales áreas de aplicación son las comunicaciones militares , como amplificador de bajo ruido de entrada de receptores de microondas tanto en dispositivos de radar militares como en comunicaciones, la optoelectrónica comercial , las comunicaciones por satélite , como amplificador de potencia para la etapa de salida de enlaces de microondas y como oscilador de potencia.
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