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LNA的應用方向
PHMET是繼MESFET之后最適合用于低噪放設計的管子。FET中的主要噪聲源是熱雜散，主要是由于管子的通道中的載流子的隨機運動造成的。載流子的隨機運動導致了電流的不規則變化，由此而產生了噪聲。柵極和通道之間存在的耦合電容，使得總噪聲是由柵極噪聲減去漏極噪聲得到。這是FET管子獨具的特點，使得其具有優異的低噪聲特性。
為了得到一個最優的噪聲特性，可以通過兩個方法：一個是降低由電阻引入的噪聲源（這個和器件本身的特性有很大關系），另外一個盡可能的提高電流增益的介質頻率ft。第二個方法需要在器件設計的時候考慮最大的跨導、最小的柵極電容，以及合適的偏置電路。
通常來說，在Idss/10的條件下可以得到最小的噪聲系數。雖然這種情況下MESFET和HEMT所需要的偏置會有差別，但是HMET的Ids的范圍要比MESFET更寬。
最大增益和最小噪聲系數所對應的偏置通常是不同的甚至是相互矛盾的，因此必須要在兩者之間做折中的設計。HEMT的Ids的范圍更廣，因此在設計增益和噪聲系數都考慮到的電路時候，選擇范圍更廣，兩者的影響相對較小。
高增益往往需要器件在設計的時候充分考慮在通道的下面應用異質結或者其他形式的緩沖區，最大限度地減小載流子的注入、減小輸出電導。
高摻雜的應用為HBT打開了更廣的應用場景，能夠應用在一些寬帶、低噪聲的場景中。有針對噪聲特性的研究數據表明了，PHMET能夠提供比MESFET更小的偏置電流敏感性vs噪聲性能。
InP基的HEMT能夠提供性能極好的低噪聲特性。InP的器件通常也是光電領域最優的選擇，在光電領域通常需要考慮兼容InP的光器件、工作頻率超過40GHz。下圖顯示了不同材料、不同管子工作頻率vs噪聲系數的關系。
從圖中可以看到InP的HEMT采用了晶格匹配和應變設計的方案下，90GHz對應的噪聲系數在1.2dB左右。
HBT在低頻段的噪聲通常比較小。通過優化設計偏置電路能夠減小管子的非線性性帶來的影響，這樣可以在變頻的時候獲得更好的頻率特性。同時HBT的振蕩器也可以實現很小的相位噪聲。
PA的應用方向
功放的關鍵指標包括了1dB壓縮點、飽和功率、三階交調、PAE，相比于低噪聲放大器要考慮的指標更多。設計功放最成熟的方案就是采用MESFET，但是并不是功放設計的最優的方案，特別是當工作頻率逐漸變高的時候。在高頻工作情況下，對柵極的長度要求越小、通道的厚度越薄。高摻雜濃度能夠保證Ids的性能，進一步降低擊穿功率。
盡管有這些限制，在文獻【1】中提出了一種MESFET，柵極外圍大小600um，工作頻率為18GHz，0.53W/mm的功率特性。
文獻【2】中提出了一個中MESFET，在Al2O3上利用GaAs制備了0.3um的柵極，在工作頻率8GHz下，PAE為89%，增益為9.6dB，0.12W/mm的輸出功率，3v的偏置電壓Vds。
下圖總結了HEMT、MESFET、HBT的功率特性。
從圖中可以看到AlGaAs\\GaAs的 HEMT相比于MESFET在高頻率下的功率增益性能更優。
但是這些器件因為導帶的不連續性，使得器件本身受限于載流子密度ns（1012cm-3），進一步限制了電流和功率。
盡管這樣，在文獻【3】中還是提出了一種HEMT，柵長86.4mm，頻率2.1GHz，功率100W。
通過增加異質結通道和減小導帶的不連續性能夠進一步的提高器件的功率性能。
- 增加異質結通道的方法能夠提高總的載流子密度，同時又能夠保證單通道相同的密度下避免擊穿。
- 減小導帶的不連續性可以利用PHEMT的方案，InxGa1-xAs材料提到了GaAs，來構建通道，其中x通常取值0.2。通道厚度為150? PHEMT的載流子密度通常在4×1012cm-3，因此可以得到超過1A/mm的電流。文獻【4】通過這種方法，在工作頻率44.5GHz，柵長1800um的PHMET，功率為0.44W/mm.
另外，在InP的襯底上面制備HEMT也能夠提高載流子密度，進而提高電流Ids。同時InP的襯底能夠提供更好的熱導率，但是從工藝成熟角度、成本優勢方面來看，InP的優勢要比GaAs弱很多。
很多功率器件都采用了PHEMT，從技術的角度來看，未來可以通過采用雙凹槽和不對稱凹槽進一步提高PHEMT性能。
另外，InP的HEMT因為InGaAs的禁帶寬度較小，導致了其擊穿電壓受到限制。通過采用InGaAs-InP復合的方式來構建通道能夠一定程度上改善這個問題。
回退功率PHMET對于高線性度的PHEMT來說是一個非常重要的指標。對于HBT來說， 它在線性度方面有更好的優勢，HBT在一個合適的PAE下的輸入功率下，能夠保證優異的線性度。
HBT在面向功率應用的小型化、高效率芯片方面有較好的優勢。盡管相對于PHEMT在工藝成熟度上有一定的弱勢，但是它能夠提供更高的擊穿電壓、更好的閾值電壓一致性以及指數性的轉移特性。
很重要的一點需要考慮的是散熱的問題，不管是自身的發熱還是由于旁邊的器件發熱傳導。工作在連續波還是工作在脈沖模式下都有所不同，但是這樣的區別在FET器件中并不是特別明顯。
文獻【5】中提出的大信號模型的HBT，考慮了散熱效應，得到了一個較好的實驗結果。熱穩定級聯 （TSC） HBT與傳統 HBT 相比，升溫效應更低，同時提供更高的增益。
其他方法還包括用于從芯片頂部散熱的熱分流器，但這些方法通常會增加技術成本。
另外，InP的器件為高增益和高頻的應用提供了很好的解決方案。因其在高頻諧波的電流消除，使得這一類的器件非常適合于高線性度的設計。但是其成本往往是GaAs或者其他器件的好幾倍，在面向市場化應用的時候往往局限在一些對成本敏感性較低的方向。
高頻特性
PHEMT的高頻特性較好，很適合用在注入毫米波頻段，在高頻下其增益特性、噪聲以及功率特性都能保持較好的性能。
下圖表示了不同的管子的頻率特性。隨著應用頻段向毫米波頻段發展，如5G、衛星通信、雷達、導引頭等民用或軍用方向，PHEMT的應用也將不斷增加。
InP的HEMT在面向高頻化的應用有更好的優勢，在毫米波頻段下，能夠保持較低的噪聲的同時有較高的增益。基于GaAs和InP的HBT雖然也能夠較好地工作在較高頻段，例如fmax=250GHz，但是相對于HEMT的頻率還是要低了很多。
可靠性
可靠性也是選擇管子的一個重要參考指標。MESFET、PHEMT的穩定性較好，HBT隨著技術的發展在穩定性方面也得到了較大的發展。
與管子可靠性相關的因素典型的有：
PHEMT的可靠性在很多應用方向都不錯，相比之下InP的HEMT在這方面就要差上一個數量級。這可能是因為供體材料變化相關的熱穩定性有關。
也是選擇管子的一個重要參考指標。MESFET、PHEMT的穩定性較好，HBT隨著技術的發展在穩定性方面也得到了較大的發展。
在HBT中觀察到基極-發射極結變化，這是由于基極摻雜劑擴散和缺陷形成對器件工作區域至關重要，直接導致了增益隨時間的變化。
AlGaAs/GaAs的HBT的壽命與工作電流密度成平方反比。從溫度相關的測試中得到的激勵能力要明顯低于1.5V。這意味著首先需要降低工作電流密度和控制器件溫度，這兩者都會阻礙器件在電路中的使用。通過采用更大的器件尺寸來補償這種效應是不可取的，因為這將降低器件阻抗，使得匹配電路能難實現。材料和工藝的提升使得結節在120℃的溫度下能夠保證長達109個小時的可靠性。
參考文獻：
[1] G. Gaquière et al., IEEE Trans. on ED, Vol. 42, February 1995, pp. 209-214
[2] T. Jenkins et al., GaAs IC Symposium, Atlanta, GA, 1998, pp.259-262
[3] S. Goto, GaAs IC Symposium, Atlanta, GA, Nov. 1998, pp. 77-80
[4] P. Smith et al, IEEE MTT-S Digest, 1994, pp. 809-812
[5] S. H. Shu et al., Topical Workshop on Heterostructure Microelectronics for Information Systems Applications, Shonan Village, Japan, August 1998
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