LDMOS (Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor) został opracowany dla technologii telefonii komórkowej 900 MHz. Ciągły wzrost rynku komunikacji komórkowej zapewnia stosowanie tranzystorów LDMOS, a także sprawia, że technologia LDMOS nadal dojrzewa, a koszty nadal spadają, więc w przyszłości w większości przypadków zastąpi ona technologię tranzystorów bipolarnych. W porównaniu z tranzystorami bipolarnymi wzmocnienie lamp LDMOS jest większe. Wzmocnienie lamp LDMOS może sięgać ponad 14dB, podczas gdy tranzystorów bipolarnych 5~6dB. Wzmocnienie modułów PA wykorzystujących lampy LDMOS może osiągnąć około 60dB. Pokazuje to, że do uzyskania tej samej mocy wyjściowej potrzeba mniej urządzeń, co zwiększa niezawodność wzmacniacza mocy.
LDMOS może wytrzymać współczynnik fali stojącej trzy razy wyższy niż tranzystor bipolarny i może działać z wyższą mocą odbitą bez niszczenia urządzenia LDMOS; może wytrzymać nadmierne wzbudzenie sygnału wejściowego i nadaje się do przesyłania sygnałów cyfrowych, ponieważ ma Zaawansowaną chwilową moc szczytową. Krzywa wzmocnienia LDMOS jest gładsza i umożliwia wzmocnienie sygnału cyfrowego z wieloma nośnymi przy mniejszych zniekształceniach. Lampa LDMOS ma niski i niezmieniony poziom intermodulacji do obszaru nasycenia, w przeciwieństwie do tranzystorów bipolarnych, które mają wysoki poziom intermodulacji i zmieniają się wraz ze wzrostem mocy. Ta główna cecha umożliwia tranzystorom LDMOS uzyskanie dwukrotnie większej mocy niż tranzystory bipolarne z lepszą liniowością. Tranzystory LDMOS mają lepszą charakterystykę temperaturową, a współczynnik temperaturowy jest ujemny, dzięki czemu można zapobiec wpływowi rozpraszania ciepła. Taka stabilność temperaturowa pozwala na zmianę amplitudy zaledwie 0.1 dB, a przy tym samym poziomie wejściowym amplituda tranzystora bipolarnego zmienia się od 0.5 do 0.6 dB i zwykle wymagany jest układ kompensacji temperatury.
Charakterystyka struktury LDMOS i zalety użytkowania
LDMOS jest szeroko stosowany, ponieważ łatwiej jest być kompatybilnym z technologią CMOS. Strukturę urządzenia LDMOS pokazano na rysunku 1. LDMOS to urządzenie zasilające o podwójnie rozproszonej strukturze. Technika ta polega na dwukrotnej implantacji w tym samym obszarze źródła/drenażu, jednej implantacji arsenu (As) o większym stężeniu (typowa dawka implantacyjna 1015cm-2) oraz drugiej implantacji boru (o mniejszym stężeniu (typowa dawka implantacyjna 1013cm-2) 1cm-2)). B). Po implantacji przeprowadzany jest wysokotemperaturowy proces napędowy. Ponieważ bor dyfunduje szybciej niż arsen, będzie dyfundował dalej wzdłuż kierunku bocznego pod granicą bramki (studzienka P na rysunku), tworząc kanał o gradiencie stężeń, a jego długość określona przez różnicę między dwiema bocznymi odległościami dyfuzji . Aby zwiększyć napięcie przebicia, pomiędzy obszarem aktywnym a obszarem drenażu znajduje się obszar dryfu. Region dryfu w LDMOS jest kluczem do projektowania tego typu urządzenia. Stężenie zanieczyszczeń w rejonie dryfu jest stosunkowo niskie. Dlatego, gdy LDMOS jest podłączony do wysokiego napięcia, region dryfu może wytrzymać wyższe napięcie ze względu na jego wysoką rezystancję. Polikrystaliczny LDMOS pokazany na ryc. XNUMX rozciąga się na tlen z pola w obszarze dryfu i działa jak płytka pola, która osłabia pole elektryczne powierzchni w obszarze dryfu i pomaga zwiększyć napięcie przebicia. Działanie płyty polowej jest ściśle związane z długością płyty polowej. Aby płyta polowa była w pełni funkcjonalna należy zaprojektować grubość warstwy SiOXNUMX, a po drugie długość płyty polowej.
Proces produkcji LDMOS łączy procesy BPT i arsenku galu. Różni się od standardowego procesu MOS, iW opakowaniu urządzenia LDMOS nie wykorzystuje warstwy izolacyjnej z tlenku berylu BeO, ale jest bezpośrednio okablowane na podłożu. Poprawia się przewodność cieplna, odporność urządzenia na wysoką temperaturę, a żywotność urządzenia jest znacznie wydłużona. . Ze względu na ujemny wpływ temperatury lampy LDMOS prąd upływu jest automatycznie wyrównywany po podgrzaniu, a dodatni wpływ temperatury lampy bipolarnej nie tworzy lokalnego gorącego punktu w prądzie kolektora, dzięki czemu rura nie jest łatwo uszkodzona. Tak więc rura LDMOS znacznie wzmacnia nośność niedopasowania obciążenia i nadmiernego wzbudzenia. Również ze względu na efekt automatycznego podziału prądu lampy LDMOS, jej krzywa charakterystyka wejście-wyjście powoli zakrzywia się w punkcie kompresji 1dB (sekcja nasycenia dla zastosowań z dużymi sygnałami), dzięki czemu zakres dynamiki jest rozszerzony, co sprzyja wzmocnieniu sygnału analogowego. i cyfrowe sygnały telewizyjne RF. LDMOS jest w przybliżeniu liniowy podczas wzmacniania małych sygnałów prawie bez zniekształceń intermodulacyjnych, co w znacznym stopniu upraszcza układ korekcji. Prąd bramki DC urządzenia MOS jest prawie zerowy, obwód polaryzacji jest prosty i nie ma potrzeby stosowania złożonego aktywnego obwodu polaryzacji o niskiej impedancji z dodatnią kompensacją temperatury.
W przypadku LDMOS najważniejszymi parametrami charakterystycznymi są grubość warstwy epitaksjalnej, stężenie domieszek i długość obszaru dryfu. Możemy zwiększyć napięcie przebicia, zwiększając długość obszaru dryfu, ale zwiększy to obszar chipa i rezystancję. Napięcie wytrzymywane i rezystancja włączenia wysokonapięciowych urządzeń DMOS zależą od kompromisu między koncentracją i grubością warstwy epitaksjalnej a długością obszaru dryfu. Ponieważ napięcie wytrzymywane i rezystancja włączenia mają sprzeczne wymagania dotyczące stężenia i grubości warstwy epitaksjalnej. Wysokie napięcie przebicia wymaga grubej, słabo domieszkowanej warstwy epitaksjalnej i długiego obszaru dryfu, podczas gdy niska rezystancja wymaga cienkiej, silnie domieszkowanej warstwy epitaksjalnej i krótkiego obszaru dryfu. W związku z tym należy wybrać najlepsze parametry epitaksjalne i obszar dryfu Długość, aby uzyskać najmniejszą rezystancję przy założeniu spełnienia określonego napięcia przebicia drenu źródłowego.
LDMOS ma wyjątkową wydajność w następujących aspektach:
1. Stabilność termiczna; 2. Stabilność częstotliwości; 3. Większy zysk; 4. Poprawiona trwałość; 5. Niższy poziom hałasu; 6. Niższa pojemność sprzężenia zwrotnego; 7. Prostszy obwód prądu polaryzacji; 8 . Stała impedancja wejściowa; 9. Lepsza wydajność IMD; 10. Niższy opór cieplny; 11. Lepsze możliwości AGC. Urządzenia LDMOS są szczególnie odpowiednie dla CDMA, W-CDMA, TETRA, cyfrowej telewizji naziemnej i innych zastosowań, które wymagają szerokiego zakresu częstotliwości, wysokiej liniowości i wysokich wymagań dotyczących żywotności.
LDMOS był początkowo używany głównie do wzmacniaczy mocy RF w stacjach bazowych telefonii komórkowej, a także może być stosowany w nadajnikach nadawczych HF, VHF i UHF, radarach mikrofalowych i systemach nawigacyjnych i tak dalej. Przewyższająca wszystkie technologie mocy RF, technologia tranzystorów Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor (LDMOS) zapewnia wyższy stosunek mocy szczytowej do średniej (PAR, Peak-to-Aerage), wyższe wzmocnienie i liniowość nowej generacji wzmacniaczy stacji bazowych. czas zapewnia wyższą prędkość transmisji danych dla usług multimedialnych. Ponadto doskonała wydajność stale rośnie wraz z wydajnością i gęstością mocy. W ciągu ostatnich czterech lat technologia 0.8 mikrona LDMOS drugiej generacji firmy Philips wykazała się olśniewającą wydajnością i stabilną masową produkcją w systemach GSM, EDGE i CDMA. Na tym etapie, w celu spełnienia wymagań wielonośnych wzmacniaczy mocy (MCPA) i standardów W-CDMA, dostarczana jest również zaktualizowana technologia LDMOS.
Nasze inne produkty:
