LDMOS (Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor) är utvecklat för 900MHz mobiltelefonteknik. Den kontinuerliga tillväxten på marknaden för mobilkommunikation säkerställer tillämpningen av LDMOS-transistorer, och gör också att LDMOS-tekniken fortsätter att mogna och kostnaderna fortsätter att minska, så det kommer att ersätta bipolär transistorteknologi i de flesta fall i framtiden. Jämfört med bipolära transistorer är förstärkningen av LDMOS-rör högre. Förstärkningen av LDMOS-rör kan nå mer än 14 dB, medan den för bipolära transistorer är 5 ~ 6 dB. Förstärkningen av PA-moduler som använder LDMOS-rör kan nå cirka 60 dB. Detta visar att färre enheter krävs för samma uteffekt, vilket ökar tillförlitligheten hos effektförstärkaren.
LDMOS tål ett stående vågförhållande tre gånger högre än för en bipolär transistor och kan arbeta med en högre reflekterad effekt utan att förstöra LDMOS-enheten; den tål överexcitering av insignalen och är lämplig för sändning av digitala signaler, eftersom den har avancerad momentan toppeffekt. LDMOS-förstärkningskurvan är mjukare och möjliggör digital signalförstärkning med flera bärare med mindre distorsion. LDMOS-röret har en låg och oförändrad intermodulationsnivå till mättnadsregionen, till skillnad från bipolära transistorer som har en hög intermodulationsnivå och förändras med ökad effektnivå. Denna huvudfunktion gör det möjligt för LDMOS-transistorer att utföra dubbelt så mycket effekt som bipolära transistorer med bättre linjäritet. LDMOS-transistorer har bättre temperaturegenskaper och temperaturkoefficienten är negativ, så påverkan av värmeavledning kan förhindras. Denna typ av temperaturstabilitet gör att amplitudändringen kan vara endast 0.1 dB, och i fallet med samma ingångsnivå ändras amplituden för den bipolära transistorn från 0.5 till 0.6 dB, och en temperaturkompenseringskrets krävs vanligtvis.
LDMOS strukturegenskaper och fördelar med användning
LDMOS antas allmänt eftersom det är lättare att vara kompatibel med CMOS-teknik. LDMOS-enhetsstrukturen visas i figur 1. LDMOS är en kraftenhet med en dubbel diffus struktur. Denna teknik är att implantera två gånger i samma källa / avloppsregion, en implantation av arsenik (As) med en större koncentration (typisk implantationsdos på 1015 cm-2) och en annan implantation av bor (med en mindre koncentration (typisk implantationsdos av 1013cm-2)). B). Efter implantationen utförs en framdrivningsprocess vid hög temperatur. Eftersom bor diffunderar snabbare än arsenik, kommer det att diffundera vidare längs sidoriktningen under grindgränsen (P-brunn i figuren) och bilda en kanal med en koncentrationsgradient och dess kanallängd bestäms av skillnaden mellan de två laterala diffusionsavstånden . För att öka nedbrytningsspänningen finns det ett driftområde mellan det aktiva området och avloppsområdet. Driftregionen i LDMOS är nyckeln till utformningen av denna typ av enhet. Föroreningskoncentrationen i drivområdet är relativt låg. Därför, när LDMOS är ansluten till en hög spänning, kan drivområdet tåla en högre spänning på grund av dess höga motstånd. Den polykristallina LDMOS som visas i fig. 1 sträcker sig till fältets syre i driftområdet och fungerar som en fältplatta, vilket kommer att försvaga det elektriska ytan i driftområdet och hjälpa till att öka nedbrytningsspänningen. Fältplattans effekt är nära relaterad till fältplattans längd. För att göra fältplattan fullt funktionell måste man utforma tjockleken på SiO2-skiktet, och för det andra måste fältplattans längd utformas.
LDMOS-tillverkningsprocessen kombinerar BPT- och galliumarsenidprocesser. Skiljer sig från MOS-standardprocessen, iI enhetsförpackningen använder LDMOS inte BeO-berylliumoxidisoleringsskikt utan är direkt trådbundet på underlaget. Värmeledningsförmågan förbättras, anordningens höga temperaturmotstånd förbättras och enhetens livslängd förlängs kraftigt. . På grund av den negativa temperatureffekten av LDMOS-röret utjämnas läckströmmen automatiskt vid uppvärmning, och den positiva temperatureffekten av det bipolära röret bildar inte en lokal hetpunkt i kollektorströmmen så att röret inte lätt skadas. Så LDMOS-röret stärker kraftigt bärförmågan för lastmatchning och överexcitation. På grund av LDMOS-rörets automatiska strömdelningseffekt kurvor kurvan för ingångs-utgångskarakteristiken långsamt vid komprimeringspunkten på 1 dB (mättnadssektion för stora signalapplikationer), så det dynamiska området utvidgas, vilket bidrar till förstärkningen av analoga och digital-TV RF-signaler. LDMOS är ungefär linjär vid förstärkning av små signaler med nästan ingen intermodulationsförvrängning, vilket förenklar korrigeringskretsen till stor del. MOS-enhetens likströmsström är nästan noll, förspänningskretsen är enkel och det finns inget behov av en komplex aktiv förspänningskrets med låg impedans med positiv temperaturkompensation.
För LDMOS är tjockleken på det epitaxiella skiktet, dopningskoncentrationen och längden på driftregionen de viktigaste karakteristiska parametrarna. Vi kan öka nedbrytningsspänningen genom att öka längden på driftområdet, men detta kommer att öka chipområdet och motståndet. Tålspänningen och motståndet hos högspännings-DMOS-enheter beror på en kompromiss mellan koncentrationen och tjockleken på det epitaxiella skiktet och längden på driftregionen. Eftersom motståndsspänning och motstånd har motstridiga krav på koncentrationen och tjockleken på det epitaxiella skiktet. En hög nedbrytningsspänning kräver ett tjockt lätt dopat epitaxiellt skikt och ett långt driftområde, medan ett lågt motstånd kräver ett tunt kraftigt dopat epitaxiellt lager och ett kort driftområde. Därför måste de bästa epitaxiella parametrarna och driftregionen väljas Längd för att erhålla den minsta motståndsmotståndet under förutsättningen att möta en viss nedbrytningsspänning.
LDMOS har enastående prestanda i följande aspekter:
1. Termisk stabilitet; 2. Frekvensstabilitet; 3. Högre vinst; 4. Förbättrad hållbarhet; 5. Lägre buller; 6. Lägre feedbackkapacitans; 7. Enklare förspänningsströmkrets; 8. Konstant ingångsimpedans; 9. Bättre IMD-prestanda; 10. Lägre värmebeständighet; 11. Bättre AGC-kapacitet. LDMOS-enheter är särskilt lämpliga för CDMA, W-CDMA, TETRA, digital markbunden tv och andra applikationer som kräver ett brett frekvensområde, hög linjäritet och höga livslängdskrav.
LDMOS användes huvudsakligen för RF-effektförstärkare i mobiltelefonbasstationer under de tidiga dagarna och kan också användas på HF-, VHF- och UHF-sändare, mikrovågsradar och navigationssystem och så vidare. LDMOS-transistorteknik (Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor (LDMOS)) som överskrider alla RF-krafttekniker ger högre effekt-topp-till-genomsnitt-förhållande (PAR, Peak-to-Aerage), högre förstärkning och linjäritet till den nya generationen basstationsförstärkare. tid ger det högre dataöverföringshastighet för multimediatjänster. Dessutom fortsätter utmärkt prestanda att öka med effektivitet och effekttäthet. Under de senaste fyra åren har Philips andra generationens 0.8 mikron LDMOS-teknik bländande prestanda och stabil massproduktionskapacitet på GSM-, EDGE- och CDMA-system. I detta skede tillhandahålls också en uppdaterad LDMOS-teknik för att uppfylla kraven för MCPA (Multi-Carrier Power Amplifierers) och W-CDMA-standarder.
Vår andra produkt:
