LDMOS� Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor;橫向�(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)�)采用雙�(kuò)散技�(shù),在同一窗口相繼�(jìn)行硼磷兩次擴(kuò)�,由兩次雜質(zhì)�(kuò)散橫向結(jié)深之差可精確地決定溝道長�。蜂窩通信市場的不斷增長保證了LDMOS晶體管的�(yīng)用,也使得LDMOS的技�(shù)不斷成熟,成本不斷降低,因此今后在多�(shù)情況下它將取代雙極型晶體�技�(shù)�
與雙極型晶體管相比,LDMOS管的增益更高,LDMOS管的增益可達(dá)14dB以上,而雙極型晶體管在5~6dB,采用LDMOS管的PA模塊的增益可�(dá)60dB左右。這表明對于相同的輸出功率需要更少的器件,從而增大功放的可靠��
LDMOS能經(jīng)受住高于雙極型晶體管3倍的駐波�,能在較高的反射功率下運(yùn)行而沒有破壞LDMOS�(shè)�;它較能承受輸入信號(hào)的過激�(lì)和適合發(fā)射數(shù)字信�(hào),因?yàn)樗械乃矔r(shí)峰值功�。LDMOS增益曲線較平滑并且允許多載波�(shù)字信�(hào)放大且失真較小。LDMOS管有一�(gè)低且無變化的互調(diào)電平到飽和區(qū),不像雙極型晶體管那樣互�(diào)電平高且隨著功率電平的增加而變化。這種主要特性允許LDMOS晶體管執(zhí)行高于雙極型晶體管二倍的功率,且線性較好。LDMOS晶體管具有較好的溫度特性溫度系�(shù)是負(fù)�(shù),因此可以防止熱耗散的影�。這種溫度�(wěn)定性允許幅值變化只�0.1dB,而在有相同的輸入電平的情況下,雙極型晶體管幅值變化從0.5~0.6dB,且通常需要溫度補(bǔ)償電路�
LDMOS由于更容易與CMOS工藝兼容而被廣泛采用。LDMOS器件�(jié)�(gòu)如圖1所示,LDMOS是一種雙�(kuò)散結(jié)�(gòu)的功率器�。這項(xiàng)技�(shù)是在相同的源/漏區(qū)域注入兩�,一次注入濃度較大(典型注入劑量 1015cm-2)的砷(As),另一次注入濃度較?。ǖ湫蛣┝?013cm-2)的硼(B�。注入之后再�(jìn)行一�(gè)高溫推�(jìn)過程,由于硼�(kuò)散比砷快,所以在柵極邊界下會(huì)沿著橫向�(kuò)散更�(yuǎn)(圖中P阱),形成一�(gè)有濃度梯度的溝道,它的溝道長度由這兩次橫向擴(kuò)散的距離之差決定。為了增加擊穿電�,在有源區(qū)和漏區(qū)之間有一�(gè)漂移區(qū)。LDMOS中的漂移區(qū)是該類器件設(shè)�(jì)的關(guān)�,漂移區(qū)的雜�(zhì)濃度比較低,因此,當(dāng)LDMOS 接高壓時(shí),漂移區(qū)由于是高�,能夠承受更高的電壓。圖1所示LDMOS的多晶擴(kuò)展到漂移區(qū)的場氧上�,充�(dāng)場極�,會(huì)弱化漂移區(qū)的表面電場,有利于提高擊穿電�。場極板的作用大小與場極板的長度密切相關(guān)�
LDMOS制造工藝結(jié)合了BPT和砷化鎵工藝。與�(biāo)�(zhǔn)MOS工藝不同的是,在器件封裝�,LDMOS沒有采用BeO氧化鈹隔離層,而是直接硬接在襯底上,導(dǎo)熱性能得到改善,提高了器件的耐高溫�,大大延長了器件壽命。由于LDMOS管的�(fù)溫效�(yīng),其漏電流在受熱�(shí)自動(dòng)均流,而不�(huì)象雙極型管的正溫度效�(yīng)在收集極電流局部形成熱�(diǎn),從而管子不易損壞。所以LDMOS管大大加�(qiáng)了負(fù)載失配和過激�(lì)的承受能�。同樣由于LDMOS管的自動(dòng)均流作用,其輸入-輸出特性曲線在1dB 壓縮�(diǎn)(大信號(hào)�(yùn)用的飽和區(qū)段)下彎較緩,所以動(dòng)�(tài)范圍變寬,有利于模擬和數(shù)字電視射頻信�(hào)放大。LDMOS在小信號(hào)放大�(shí)近似線�,幾乎沒有交�(diào)失真,很大程度簡化了校正電路。MOS器件的直流柵極電流幾乎為�,偏置電路簡�,無需�(fù)雜的帶正溫度�(bǔ)�?shù)挠性吹妥杩蛊秒娐�?/FONT>
對LDMOS而言,外延層的厚度、摻雜濃�、漂移區(qū)的長度是其最重要的特性參�(shù)。我們可以通過增加漂移區(qū)的長度以提高擊穿電壓,但是這會(huì)增加芯片面積和導(dǎo)通電�。高壓DMOS器件耐壓和導(dǎo)通電阻取決于外延層的濃度、厚度及漂移區(qū)長度的折中選�。因?yàn)槟蛪汉蛯?dǎo)通阻抗對于外延層的濃度和厚度的要求是矛盾�。高的擊穿電壓要求厚的輕摻雜外延層和長的漂移區(qū),而低的導(dǎo)通電阻則要求薄的�?fù)诫s外延層和短的漂移區(qū),因此必須選擇外延參�(shù)和漂移區(qū)長度,以便在滿足一定的源漏擊穿電壓的前提下,得到最小的�(dǎo)通電��
技�(shù)面:
卓越的效率,可降低功率消耗與冷卻成本
卓越的線性度,可將信�(hào)�(yù)校正需求降�
�(yōu)化超低熱阻抗,可縮減放大器尺寸與冷卻需求并改善可靠�
卓越的尖峰功率能�,可帶來最少數(shù)�(jù)�(cuò)誤率的高 3G �(shù)�(jù)�
高功率密�,使用較少的晶體管封�
超低感抗、回授電容與串流閘阻�,目前可� LDMOS 晶體管在雙載子器件上提供 7 bB 的增益改�
直接源極接地,提升功率增益并免除 BeO � AIN 隔離物質(zhì)的需�
� GHz 頻率�?lián)碛懈吖β试�?,帶來更少設(shè)�(jì)步驟、更簡易更具成本效益的設(shè)�(jì) (采用低成本、低功率�(qū)�(dòng)晶體管)
�(yùn)作面�
的穩(wěn)定性,由于�(fù)汲極電流溫度常數(shù),所以不受熱散失的影�
比雙載子更能忍受較高的負(fù)載未匹配�(xiàn)� (VSWR),提高�(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用的可靠�
卓越的射頻穩(wěn)定度,在閘極與汲極間�(nèi)置隔離層,可以降低回授電�
在平均無故障�(shí)� (MTTF� 上有相當(dāng)好的可靠�
1.熱穩(wěn)定��
2.頻率�(wěn)定性;
3.更高的增��
4.提高的耐久�
;5.更低的噪音;
6.更低的反饋電��
7.更簡單的偏流電路�
8.恒定的輸入阻��
9.更好的IMD性能�
10.更低的熱��
11.更佳的AGC能力�
LDMOS器件特別適用于CDMA、W-CDMA、TETRA、數(shù)字地面電視等需要寬頻率范圍、高線性度和使用壽命要求高的應(yīng)��
維庫電子�,電子知�(shí),一查百��
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