HEMT从本质上说只容易做成耗尽(常开)型,因其UG=0V时,已有2DEG存在。施加正栅压使2DEG中电子密度升高,电阻减小;施加负栅压使其电子密度下降,负栅压升高到一定水平时沟道即被夹断,因而其阈值电压为负值(典型值为-4V)。增强(常关)型HEMT是靠特殊工艺将阈值电压变成正值来实现的,稍后将结合实例加以说明。
GAN HEMT之所以能够成为大功率微波器件,一方面得益于氮化镓的临界雪崩击穿电场高(5倍于砷化镓),另一方面则得益于 AIGAN/GaN异质结2DEG在UG=0V时的电子面密度高和迁移率高。固定温度下, AIGAN/GaN异质结2DEG零栅压下的电子面密度和迁移率主要决定于AIxCAI-xN的厚度和AI的组分比x,当然也与两种材料的结晶品质、因而也与使用什么衬底有关。使用蓝宝石衬底者,其2DEG的室温迁移率一般在800~1500cm2/V·s范围,而使用碳化硅衬底者则可提高到1000~2000cm2/V·s范围。室温下,未掺杂 AIGAN/GaN异质结2DEG零栅压下的电子面密度一般可超过1013/cm2。应用于 Gan HEMT的AIxCAI-xN势垒层的厚度一般在20~30nm范围,组分比x大致为0.15~0.35。