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MESFET-Technik

Digitale, monolithisch integrierte Unipolartechnik, die auf dem MESFET-Konzept beruht. In der M. auf Basis des Halbleiterwerkstoffs Galliumarsenid (GaAs) werden als Schaltelemente GaAs-FET bzw. Schottky-Dioden, als Lastelemente hauptsächlich FET-Strukturen verwendet (Widerstand, integrierter). Diese Funktionselemente ermöglichen im Vergleich zu Siliciumtransisto-ren (MOSFET; Transistor, bipolarer), insbesondere wegen der mehrfach höheren Elektronenbeweglichkeit im GaAs und der Anwendung von hochohmigen GaAs-Substraten (Substrat, semiisolierendes), den Aufbau extrem schneller Logikschaltungen (Gigabit-Logik). Dabei hängen ihre wesentlichen Parameter, wie Gatter-Verzögerungszeit und Verlustleistungs-Verzögerungs-Produkt (PDP) von der jeweiligen Grundkonzeption des Logikgatters ab. Neben den beiden klassischen Logikvarianten BFL und DCFL existiert eine Reihe weiterer Gatterkonzepte, z. B. die SDFL, um die spezifischen Nachteile dieser Grundvarianten zu umgehen. Außer Logik-IS lassen sich mit der M. auch Halbleiterspeicher, sehr schnelle Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandler, Multiplizierer usw. realisieren. Des weiteren ist eine Kombination mit TED und IOEC möglich. Die Technologie zur Herstellung von GaAs-MESFET-IS ist sehr aufwendig, da die Gatelängen sehr klein sein müssen (£g g 1 m). Die IS-Fertigung selbst erfolgt überwiegend mit der Planartechnik, wobei die einzelnen Funktionselemente ausschließlich mittels selektiver Ionenimplantation direkt in das GaAs-Substrat erzeugt werden, da Diffusionsverfahren zur Dotierung nicht geeignet sind. Wegen des selbstisolierenden Substrats sind spezielle Isolationstechniken wie bei Silicium-IS nicht nötig, so daß hohe Packungsdichten möglich sind. Darüber hinaus verringert das hochohmige Substrat erheblich den Einfluß parasitärer Elemente (Bauelemente, parasitäre). Insgesamt gesehen haben integrierte GaAs-Schaltungen bisher noch nicht den Reifegrad der Silicium-IS erreicht.

 

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