LDMOS (نیمه هادی اکسید فلزی پراکنده جانبی) برای فناوری تلفن همراه 900 مگاهرتز توسعه یافته است. رشد مداوم بازار ارتباطات سلولی استفاده از ترانزیستورهای LDMOS را تضمین می کند و همچنین باعث می شود فناوری LDMOS به بلوغ خود ادامه دهد و هزینه ها همچنان کاهش می یابد ، بنابراین در بیشتر موارد جایگزین فناوری ترانزیستورهای دوقطبی در آینده می شود. در مقایسه با ترانزیستورهای دوقطبی ، افزایش لوله های LDMOS بیشتر است. افزایش لوله های LDMOS می تواند به بیش از 14dB برسد ، در حالی که ترانزیستورهای دوقطبی 5 ~ 6dB است. افزایش ماژول های PA با استفاده از لوله های LDMOS می تواند به حدود 60dB برسد. این نشان می دهد که دستگاه های کمتری برای توان خروجی یکسان مورد نیاز است و در نتیجه قابلیت اطمینان تقویت کننده قدرت را افزایش می دهد.
LDMOS می تواند نسبت موج ایستاده را سه برابر بیشتر از ترانزیستور دوقطبی تحمل کند و می تواند با قدرت منعکس شده بالاتر بدون از بین بردن دستگاه LDMOS عمل کند. می تواند تحریک بیش از حد سیگنال ورودی را تحمل کند و برای انتقال سیگنال های دیجیتال مناسب است ، زیرا دارای قدرت اوج لحظه ای پیشرفته است. منحنی افزایش LDMOS هموارتر است و امکان تقویت سیگنال دیجیتال چند حامل با اعوجاج کمتر را فراهم می کند. بر خلاف ترانزیستورهای دوقطبی که سطح بین مدولاسیون بالایی دارند و با افزایش سطح قدرت تغییر می کنند ، لوله LDMOS دارای سطح بین مدولاسیون پایین و بدون تغییر نسبت به منطقه اشباع است. این ویژگی اصلی به ترانزیستورهای LDMOS اجازه می دهد دو برابر ترانزیستورهای دوقطبی با خطی بهتر عملکرد کنند. ترانزیستورهای LDMOS ویژگی های دمایی بهتری دارند و ضریب دما منفی است ، بنابراین می توان از نفوذ گرما جلوگیری کرد. این نوع پایداری دما اجازه می دهد تا تغییر دامنه فقط 0.1 دسی بل باشد و در مورد همان سطح ورودی ، دامنه ترانزیستور دوقطبی از 0.5 به 0.6 دسی بل تغییر می کند و معمولاً یک مدار جبران دما مورد نیاز است.
ویژگی های ساختار LDMOS و مزایای استفاده
LDMOS به طور گسترده ای پذیرفته شده است زیرا سازگاری با فناوری CMOS آسان تر است. ساختار دستگاه LDMOS در شکل 1 نشان داده شده است. LDMOS یک دستگاه قدرت با ساختار پراکنده دوگانه است. این روش برای کاشت دو بار در یک منبع/منطقه تخلیه ، یک کاشت آرسنیک (As) با غلظت بیشتر (دوز کاشت معمولی 1015cm-2) و دیگری کاشت بور (با غلظت کمتر) دوز کاشت معمولی 1013cm-2)). ب) پس از کاشت ، یک فرآیند پیشرانه با درجه حرارت بالا انجام می شود. از آنجا که بور سریعتر از آرسنیک پخش می شود ، در امتداد جهت جانبی زیر مرز دروازه (P-well در شکل) بیشتر منتشر می شود و یک کانال با گرادیان غلظت تشکیل می دهد و طول کانال آن با تفاوت بین دو فاصله انتشار جانبی تعیین می شود. به به منظور افزایش ولتاژ شکست ، یک منطقه رانش بین منطقه فعال و منطقه تخلیه وجود دارد. منطقه رانش در LDMOS کلید طراحی این نوع دستگاه ها است. غلظت ناخالصی در منطقه رانش نسبتاً کم است. بنابراین ، هنگامی که LDMOS به ولتاژ بالا متصل است ، منطقه رانش به دلیل مقاومت بالا می تواند ولتاژ بیشتری را تحمل کند. LDMOS پلی کریستالی نشان داده شده در شکل 1 به اکسیژن میدان در منطقه رانش امتداد می یابد و به عنوان یک صفحه میدان عمل می کند ، که باعث ضعیف شدن میدان الکتریکی سطحی در منطقه رانش و افزایش ولتاژ شکست می شود. تأثیر صفحه مزرعه با طول صفحه مزرعه ارتباط تنگاتنگی دارد. برای عملکرد کامل صفحه مزرعه ، باید ضخامت لایه SiO2 را طراحی کرد ، و دوم ، طول صفحه مزرعه باید طراحی شود.
فرایند تولید LDMOS ترکیبی از فرآیندهای BPT و گالیم آرسنید است. متفاوت از فرآیند MOS استاندارد ، به عنوان مثالدر بسته بندی دستگاه ، LDMOS از لایه جدا کننده اکسید بریلیوم BeO استفاده نمی کند ، اما مستقیماً روی بستر سفت می شود. هدایت حرارتی بهبود یافته ، مقاومت در برابر دمای بالا دستگاه بهبود یافته و عمر دستگاه تا حد زیادی افزایش می یابد. به با توجه به اثر دمای منفی لوله LDMOS ، جریان نشت به طور خودکار هنگام گرم شدن یکنواخت می شود و اثر دمای مثبت لوله دوقطبی یک نقطه داغ موضعی در جریان کلکتور ایجاد نمی کند ، به طوری که لوله به راحتی آسیب نمی بیند. بنابراین لوله LDMOS ظرفیت تحمل عدم تطابق بار و تحریک بیش از حد را تقویت می کند. همچنین به دلیل اثر اشتراک گذاری خودکار جریان لوله LDMOS ، منحنی مشخصه ورودی-خروجی آن به آرامی در نقطه فشرده سازی 1dB (بخش اشباع برای برنامه های بزرگ سیگنال) منحنی می شود ، بنابراین محدوده دینامیکی افزایش می یابد ، که برای تقویت آنالوگ مناسب است و سیگنالهای RF تلویزیون دیجیتال. LDMOS هنگام تقویت سیگنالهای کوچک تقریباً بدون اعوجاج بین مدولاسیون تقریباً خطی است ، که مدار تصحیح را تا حد زیادی ساده می کند. جریان دروازه DC دستگاه MOS تقریباً صفر است ، مدار بایاس ساده است و نیازی به یک مدار بایاس کم امپدانس فعال پیچیده با جبران دمای مثبت نیست.
برای LDMOS ، ضخامت لایه اپی تکسیال ، غلظت دوپینگ و طول ناحیه رانش مهمترین پارامترهای مشخصه هستند. ما می توانیم با افزایش طول منطقه رانش ، ولتاژ شکست را افزایش دهیم ، اما این باعث افزایش سطح تراشه و مقاومت در برابر آن می شود. مقاومت در برابر ولتاژ و مقاومت دستگاههای DMOS با ولتاژ بالا به سازش بین غلظت و ضخامت لایه اپیتاکسیا و طول ناحیه رانش بستگی دارد. از آنجا که مقاومت در برابر ولتاژ و مقاومت در برابر غلظت و ضخامت لایه اپی تکسیال دارای شرایط متناقضی است. ولتاژ شکست بالا مستلزم یک لایه ضخیم کمی اپیتاکسی و یک منطقه رانش طولانی است ، در حالی که مقاومت کم در برابر آن نیاز به یک لایه نازک اپیتاکسی به شدت دوپین شده و یک منطقه رانش کوتاه دارد. بنابراین ، بهترین پارامترهای اپی تکسیسیل و ناحیه رانش باید به منظور دستیابی به کوچکترین مقاومت مقاومتی تحت فرض برآوردن ولتاژ خرابی منبع-تخلیه مشخص ، طول انتخاب شود.
LDMOS در جنبه های زیر عملکرد برجسته ای دارد:
1. ثبات حرارتی ؛ 2. ثبات فرکانس ؛ 3. سود بیشتر ؛ 4. بهبود دوام ؛ 5. سر و صدای کمتر ؛ 6. ظرفیت بازخورد کمتر ؛ 7. مدار ساده جهت گیری جریان ؛ 8 امپدانس ورودی ثابت ؛ 9. عملکرد بهتر IMD. 10. مقاومت حرارتی کمتر ؛ 11. قابلیت AGC بهتر. دستگاه های LDMOS به ویژه برای CDMA ، W-CDMA ، TETRA ، تلویزیون دیجیتال زمینی و سایر برنامه هایی که نیاز به محدوده فرکانس وسیع ، خطی بودن بالا و طول عمر زیاد دارند ، مناسب هستند.
LDMOS عمدتا برای تقویت کننده های قدرت RF در ایستگاه های پایه تلفن همراه در روزهای اولیه استفاده می شد و همچنین می تواند در فرستنده های پخش HF ، VHF و UHF ، رادارهای مایکروویو و سیستم های ناوبری و غیره استفاده شود. فناوری ترانزیستور ترانزیستور نیمه هادی فلزی اکسید شده (LDMOS) با فراتر از همه فن آوری های توان RF ، نسبت پیک به متوسط قدرت بالاتر (PAR ، Peak-to-Aerage) ، افزایش و خطی بیشتری را برای نسل جدید تقویت کننده های ایستگاه پایه به ارمغان می آورد. با گذشت زمان ، سرعت انتقال داده بیشتری را برای خدمات چند رسانه ای به ارمغان می آورد. علاوه بر این ، عملکرد عالی همچنان با کارایی و چگالی قدرت افزایش می یابد. در چهار سال گذشته ، نسل دوم تکنولوژی LDMOS 0.8 میکرونی فیلیپس دارای عملکرد خیره کننده و ظرفیت تولید انبوه پایدار در سیستم های GSM ، EDGE و CDMA است. در این مرحله ، به منظور برآوردن الزامات تقویت کننده های قدرت چند حامل (MCPA) و استانداردهای W-CDMA ، فناوری LDMOS به روز شده نیز ارائه شده است.
محصول دیگر ما:
