图1 AlGaN/GaN/Al0.07Ga0.93N双异质结HEMTs器件的功率特性
对常规异质结HEMTs器件也进行了功率特性测试。如图2比较了两种异质结构的增益大小，当输入功率为0dBm时，常规异质结和双异质结HEMTs器件的增益分别为19.15dB和22.85dB。而且当输入功率较大时，双异质结HEMTs器件的增益仍然大于常规单异质结构器件将近3dB，说明双异质结构HEMTs器件的大信号增益明显高于单异质结构器件。正是由于双异质结构载流子限域性的提高，使其增益明显高于常规单异质结构HEMTs器件。许多文献中报道的GaN HEMTs器件的增益均小于本文的结果。
图2 常规异质结和双异质结HEMTs器件的增益比较
一般情况下，随着输入功率的增大，器件的功率附加效率PAE先增大后减小，在一定的输入功率下取得最大值，而该双异质结HEMTs的功率附加效率在大信号时仍然较大，并没有明显的降低。通过上篇文章可知，双异质结HEMTs器件的背势垒高度提高以及势垒层应变减小，导致缓冲层漏电和栅极漏电均小于常规单异质结器件，因此双异质结器件工作时由于漏电所耗散的功率Pdiss就更小，这一点在大信号工作时更为明显。器件的直流功率是输出功率和耗散功率之和，即PDC=Pout+Pdiss，在相同的输出功率下，双异质结器件的耗散功率更小，因此直流功率更小。另外，输入功率与输出功率和增益的关系为Pin=Pout/Gain，当输出功率相同时，由于双异质结器件的增益更大，其需要的输入功率就更小。功率附加效率可以表示为PAE=(Pout-Pin)/PDC，在大信号范围内，当输出功率相同时，双异质结器件的直流功率PDC和输入功率Pin都更小，因此其大信号时的功率附加效率保持在很高的水平，而且没有明显的下降，并没有出现在常规单异质结器件中大信号时效率降低的现象。以上这些结果说明AlGaN缓冲层双异质结构具有优越的微波功率特性，非常适合高频、大功率的应用场合。