LDMOS (semicondutor de óxido de metal difuso lateralmente) está desenvolvido para a tecnoloxía de teléfonos móbiles a 900 MHz. O crecemento continuo do mercado da comunicación móbil garante a aplicación de transistores LDMOS e tamén fai que a tecnoloxía LDMOS siga madurando e os custos continúen diminuíndo, polo que substituirá a tecnoloxía de transistores bipolares na maioría dos casos no futuro. En comparación cos transistores bipolares, a ganancia dos tubos LDMOS é maior. A ganancia dos tubos LDMOS pode alcanzar máis de 14 dB, mentres que a dos transistores bipolares é de 5 ~ 6 dB. A ganancia de módulos PA que utilizan tubos LDMOS pode alcanzar os 60 dB. Isto demostra que son necesarios menos dispositivos para a mesma potencia de saída, aumentando así a fiabilidade do amplificador de potencia.
LDMOS pode soportar unha relación de onda estacionaria tres veces maior que a dun transistor bipolar e pode funcionar a unha potencia reflectida maior sen destruír o dispositivo LDMOS; pode soportar a excitación excesiva do sinal de entrada e é adecuado para transmitir sinais dixitais, porque ten unha potencia de pico instantánea avanzada. A curva de ganancia LDMOS é máis suave e permite a amplificación do sinal dixital con varias portadoras con menos distorsión. O tubo LDMOS ten un nivel de intermodulación baixo e sen cambios na rexión de saturación, a diferenza dos transistores bipolares que teñen un alto nivel de intermodulación e cambian co aumento do nivel de potencia. Esta característica principal permite aos transistores LDMOS realizar o dobre de potencia que os transistores bipolares cunha mellor linearidade. Os transistores LDMOS teñen mellores características de temperatura e o coeficiente de temperatura é negativo, polo que se pode evitar a influencia da disipación de calor. Este tipo de estabilidade da temperatura permite que o cambio de amplitude sexa só de 0.1 dB e, no caso do mesmo nivel de entrada, a amplitude do transistor bipolar cambia de 0.5 a 0.6 dB e normalmente é necesario un circuíto de compensación de temperatura.
Características da estrutura LDMOS e vantaxes de uso
LDMOS é moi adoptado porque é máis doado ser compatible coa tecnoloxía CMOS. A estrutura do dispositivo LDMOS móstrase na Figura 1. LDMOS é un dispositivo de enerxía cunha estrutura dobre difusa. Esta técnica consiste en implantar dúas veces na mesma rexión fonte / drenaxe, unha implantación de arsénico (As) cunha concentración maior (dose de implantación típica de 1015cm-2) e outra de boro (cunha concentración menor (dose de implantación típica de 1013cm-2)). B). Despois da implantación, lévase a cabo un proceso de propulsión a alta temperatura. Dado que o boro difunde máis rápido que o arsénico, difundirase máis ao longo da dirección lateral baixo o límite da porta (pozo P na figura), formando unha canle cun gradiente de concentración e a súa lonxitude da canle Determinada pola diferenza entre as dúas distancias de difusión lateral . Para aumentar a tensión de avaría, hai unha rexión de deriva entre a rexión activa e a rexión de drenaxe. A rexión de deriva en LDMOS é a clave para o deseño deste tipo de dispositivos. A concentración de impurezas na rexión de deriva é relativamente baixa. Polo tanto, cando o LDMOS está conectado a unha alta tensión, a rexión de deriva pode soportar unha tensión maior debido á súa alta resistencia. O LDMOS policristalino mostrado na Fig. 1 esténdese ao campo de osíxeno na rexión de deriva e actúa como unha placa de campo, que debilitará o campo eléctrico superficial na rexión de deriva e axudará a aumentar a tensión de rotura. O efecto da placa de campo está intimamente relacionado coa lonxitude da placa de campo. Para que a placa de campo sexa totalmente funcional, hai que proxectar o grosor da capa de SiO2 e, segundo, debe deseñarse a lonxitude da placa de campo.
O proceso de fabricación de LDMOS combina procesos de BPT e arseniuro de galio. Diferente do proceso MOS estándar, iNo envase do dispositivo, LDMOS non usa capa de illamento de óxido de berilio BeO, senón que está directamente cableado no substrato. Mellórase a condutividade térmica, mellórase a resistencia á alta temperatura do dispositivo e amplíase moito a vida do dispositivo. . Debido ao efecto de temperatura negativa do tubo LDMOS, a corrente de fuga uniformízase automaticamente cando se quenta e o efecto positivo de temperatura do tubo bipolar non forma un punto quente local na corrente do colector, de xeito que o tubo non se dana facilmente. Así, o tubo LDMOS fortalece moito a capacidade de carga de desaxuste de carga e sobreexcitación. Tamén debido ao efecto de compartición de corrente automático do tubo LDMOS, a súa curva característica de entrada-saída curvase lentamente no punto de compresión de 1 dB (sección de saturación para aplicacións de sinal grande), polo que o rango dinámico amplíase, o que propicia a amplificación do analóxico e sinais de TV dixital RF. LDMOS é aproximadamente lineal ao amplificar sinais pequenos sen case distorsión de intermodulación, o que simplifica en gran medida o circuíto de corrección. A corrente de porta CC do dispositivo MOS é case nula, o circuíto de polarización é sinxelo e non hai necesidade dun circuíto de polarización de baixa impedancia activo complexo con compensación de temperatura positiva.
Para LDMOS, o espesor da capa epitaxial, a concentración de dopaxe e a lonxitude da rexión de deriva son os parámetros característicos máis importantes. Podemos aumentar a tensión de avaría aumentando a lonxitude da rexión de deriva, pero isto aumentará a área do chip e a resistencia á on. A tensión de resistencia e a resistencia de acendido dos dispositivos DMOS de alta tensión dependen dun compromiso entre a concentración e o espesor da capa epitaxial e a lonxitude da rexión de deriva. Porque a tensión de resistencia e a resistencia á encendido teñen requisitos contraditorios para a concentración e o espesor da capa epitaxial. Unha alta tensión de rotura require unha capa epitaxial lixeiramente dopada grosa e unha longa rexión de deriva, mentres que unha baixa resistencia á onda require unha fina capa epitaxial moi dopada e unha rexión de deriva curta. Polo tanto, os mellores parámetros epitaxiais e rexión de deriva deben ser seleccionados Lonxitude para obter a menor resistencia á presión baixo a premisa de atender a unha determinada tensión de avaría de drenaxe de fonte.
LDMOS ten un excelente rendemento nos seguintes aspectos:
1. Estabilidade térmica; 2. Estabilidade de frecuencia; 3. Maior ganancia; 4. Mellora da durabilidade; 5. Menor ruído; 6. Menor capacidade de retroalimentación; 7. Circuíto de corrente de polarización máis sinxelo; 8. Impedancia de entrada constante; 9. Mellor rendemento IMD; 10. Menor resistencia térmica; 11. Mellor capacidade AGC. Os dispositivos LDMOS son especialmente adecuados para CDMA, W-CDMA, TETRA, televisión dixital terrestre e outras aplicacións que requiren un amplo rango de frecuencias, alta linealidade e altos requirimentos de vida útil.
LDMOS utilizouse principalmente para amplificadores de potencia de RF en estacións base de teléfonos móbiles nos primeiros días e tamén se pode aplicar a transmisores de transmisión HF, VHF e UHF, radares de microondas e sistemas de navegación, etc. Superando todas as tecnoloxías de potencia de RF, a tecnoloxía de transistores de semicondutores de óxido de metal difuso lateralmente (LDMOS) aporta unha maior relación pico-media de potencia (PAR, Peak-to-Aerage), maior ganancia e linealidade á nova xeración de amplificadores de estación base. tempo, trae maior taxa de transmisión de datos para servizos multimedia. Ademais, o excelente rendemento segue aumentando coa eficiencia e a densidade de potencia. Nos últimos catro anos, a tecnoloxía LDMOS de segunda xeración de 0.8 micras de Philips ten un deslumbrante rendemento e unha capacidade de produción en masa estable nos sistemas GSM, EDGE e CDMA. Nesta fase, para cumprir os requisitos dos amplificadores de potencia multi-portadores (MCPA) e os estándares W-CDMA, tamén se ofrece unha tecnoloxía LDMOS actualizada.
Noso outro produto:
