تخيل طريقًا جبليًا تسير عليه السيارات بسرعة ودون اختناقات، حتى تصل إلى منعطف حاد. في الترانزستور المصنوع من أكسيد الغاليوم، تلعب الإلكترونات دور السيارات، بينما يمثل الجهد العالي دور المنعطف. عادةً، في مثل هذه الأجهزة، تصطدم الإلكترونات بمطبات الطريق وتفقد سرعتها، لكن هنا صُممت القناة بحيث تتحرك الإلكترونات بحرية.
في هذا الترانزستور، لا تتوزع الإلكترونات في كامل البلورة، بل تتركز في طبقة رقيقة بسماكة بضع ذرات. تسمى هذه الطبقة بالغاز الإلكتروني ثنائي الأبعاد. لإنشائها، أُضيفت شوائب من السيليكون إلى المادة، لكن ليس في القناة نفسها، بل في الطبقة المجاورة. بهذه الطريقة، تنفصل الإلكترونات عن الشوائب وتتحرك دون تصادمات، مثل سيارات تسير على أسفلت جديد.
اختبر الباحثون ماذا يحدث عند زيادة المسافة بين البوابة والمصرف، وهما القطبان اللذان يتحكمان بالتيار. كلما طال هذا الجزء، زاد الجهد الذي يتحمله الترانزستور. عند مسافة 28 ميكرومترًا، أظهر الجهاز 6.6 كيلوفولت. هذا يشبه طريقًا ضيقًا يتسع تدريجيًا، مما يسمح للسيارات بالتسارع بأمان أكبر.
لكن حتى على هذا الطريق، هناك منعطف خطر. عند حافة البوابة، يتكاثف المجال الكهربائي، مثل تدفق السيارات قبل منعطف حاد. إذا أصبح المجال قويًا جدًا، فسينهار الترانزستور. في هذا العمل، بلغ المجال عند الحافة 12 ميغافولت لكل سنتيمتر، أي خمسة أضعاف المتوسط. هذا يعني أن هناك مجالًا لتحسين التصميم.
الطريق الجبلي ليس مثاليًا بعد، لكنه يسمح بالفعل بالمرور حيث كان هناك طريق مسدود سابقًا. ترانزستور أكسيد الغاليوم مع الغاز الإلكتروني ثنائي الأبعاد تحمل لأول مرة جهدًا يبلغ عدة كيلوفولتات دون حيل إضافية. هذا يفتح الطريق أمام محولات طاقة مدمجة للسيارات الكهربائية وشبكات الطاقة، حيث كل سنتيمتر مهم.
جهد الانهيار البالغ 6.6 كيلوفولت كافٍ للتبديل المباشر في شبكات التوزيع ذات الجهد المتوسط، والتي تعمل عادة عند 4–35 كيلوفولت، بينما يبلغ عرض الجهاز نفسه 100 ميكرومتر فقط.