InAs／AlSbHEMT 器 件 典 型 结 构 如 图2.11 所 示。HEMT 器 件 中2DEG 层是通过宽禁带AlSb材料和窄禁带InAs材料两种半导体材料构成异质结来形成。紧密接触的异质结中，电子从宽禁带材料移动到窄禁带材料。为了提高器件沟道的2DEG 浓度，InAs／AlSbHEMT现在都采用调制掺杂，在势垒层中很薄的δ面掺杂Si作为施主杂质，δ面掺杂Si仅仅几个纳米，面掺杂层和沟道之间用空间层（Space layer）隔离。如图2.12所示，势垒层中δ面掺杂Si产生的电子移动到没有掺杂的沟道中，因为能量最低原理。电子运动到沟道后，留下了带正电荷的电离施主在面掺杂层，这样通过空间层把电离施主杂质和沟道中电子在空间上分开，最终减小了电离杂质散射的影响。沟道中电子被两边的势垒层限制在平面方向运动，形成2DEG，2DEG 的迁移率受到不同散射机构的影响。
图2.11 HEMT 器件结构图
InAs／AlSbHEMT 器件除了要形成高二维电子气浓度和高载流子迁移率，同时HEMT 器件也要形成低欧姆接触阻值的源漏端，这要通过N 型高掺杂的InAs帽层来实现。帽层除了能减小有源区的导通阻值（Access resistances），同时还能保护下面材料层免受氧化或其他外界影响。栅极是肖特基接触，HEMT 器件通过栅极来控制源端和漏端间电流。为了避免源端，漏端和栅极之间短路，栅极下面的InAs帽层被去除掉。如图2.11 所示，T 型栅是为了减小栅电阻。
HEMT 器件的工作原理和场效应晶体管（FET）相似。漏源端加正电压来驱动2DEG 从源端到漏端的横向运动。当栅电压是负电压且足够大时，沟道中2DEG 浓度接近零，这时沟道夹断，称对应的栅极电压是夹断电压（Vp）。当栅极负偏压减小时，沟道中电子密度增加。但是，当栅极电压由负变正，正电压增大时，提高了2DEG 面密度，结果当源漏端电压也增大时，相应的器件电流也增大。HEMT 器件通过栅极调制了2DEG 面载流子浓度，使得器件导通和断开。
图2.12 HEMT 器件外延材料的导带图
定量描述HEMT 器件的工作原理，参数夹断电压（Vp）和阈值电压（VT）两个参数很重要。夹断电压是当掺杂的半导体材料全部耗尽时对应的栅极电压值，用公式2-24来计算：
式中q是电子电荷，ND是施主杂质浓度，εoεs是介电常数，d1是掺杂半导体厚度。同样，Vp，δ是δ 面掺杂层的所有电子全部转移到量子阱中需要的电压：
式中nδ是二维面δ 掺杂浓度，d*为栅金属到δ注入层的距离。
阈值电压（VT）是HEMT 器件处于临界导通状态，对应器件的栅电压是阈值电压。也就是阈值电压决定了器件开通和关断的电压。
式中qΦBn是肖特基势垒高度，阈值电压VT 可以通过不同的Vp和ΦBn进行调整大小，当给定半导体时，ΔEc的值是固定。耗尽型器件（通常是开态），当VG=0V 时，沟道中有电子存在，阈值电压VT 是负值。增强型器件（通常是关态），阈值电压VT是正值。当栅电压比阈值电压VT 高时，在2DEG 中面载流子浓度由公式2-27 来决定：
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式中x 是沟道中任意一点，VDs（ ）x 是沟道中源漏之间的电压。源端（x=0）VDs=0V，当x=Lg，VDs（ ）x 等于漏电施加的电压。同时，VGs 是栅源之间电压，Ci 是栅沟道电容，表达式如下：
式中d1，d2，d3分别是沟道（Channel）的厚度，掺杂层厚度，空间势垒层（Spacer）厚度。
一个沟道长度是LG，沟道宽度是W 的InAs／AlSbHEMT 晶体管，沟道中产生的源漏之间电流IDS可用下面公式计算：
式中μn是二维电电子气（2DEG）的载流子迁移率。
在VDS≪（VG-Vth ）时，公式2-19中第二部分VDS2／2很小，可以忽略，则公式2-29简化为：
图2.13显示了HEMT 器件的IDS 和VDS 线性关系，那么这个区域称为线性区。线性区内，相应的沟道电阻（Rline）用公式2-31表示：
当VDS继续增加，耗尽区变得不对称，由于栅端和漏端反偏电压增大，导致靠近漏端的耗尽区比源端耗尽区大。当VDS 增大到VDS=VGS-Vth时，这时达到了饱和漏源电压（VDS＿sat），漏端电场快速增加，这时沟道开始耗尽，也就是夹断。从这点开始，增加VDS 仅使IDS 有很小的增大，并且载流子速度达到饱和（vsat）。这个区域称为饱和区，饱和区IDS变为：
图2.13 InAs／AlSbHEMT 器件的I-V 特性曲线
跨导gm，定义为当固定源漏电压VDS，相对于栅压的漏电流的变化：
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