LDMOS (Chất bán dẫn oxit kim loại khuếch tán bên) được phát triển cho công nghệ điện thoại di động 900MHz. Sự tăng trưởng liên tục của thị trường truyền thông di động đảm bảo cho việc ứng dụng các bóng bán dẫn LDMOS, đồng thời cũng làm cho công nghệ LDMOS tiếp tục trưởng thành và chi phí tiếp tục giảm, vì vậy nó sẽ thay thế công nghệ bóng bán dẫn lưỡng cực trong hầu hết các trường hợp trong tương lai. So với bóng bán dẫn lưỡng cực, độ lợi của ống LDMOS cao hơn. Độ lợi của ống LDMOS có thể đạt hơn 14dB, trong khi của bóng bán dẫn lưỡng cực là 5 ~ 6dB. Độ lợi của mô-đun PA sử dụng ống LDMOS có thể đạt khoảng 60dB. Điều này cho thấy rằng cần ít thiết bị hơn cho cùng một công suất đầu ra, do đó làm tăng độ tin cậy của bộ khuếch đại công suất.
LDMOS có thể chịu được tỷ lệ sóng đứng cao gấp ba lần so với bóng bán dẫn lưỡng cực và có thể hoạt động ở công suất phản xạ cao hơn mà không phá hủy thiết bị LDMOS; nó có thể chịu được sự kích thích quá mức của tín hiệu đầu vào và thích hợp để truyền tín hiệu kỹ thuật số, vì nó có công suất đỉnh tức thời Nâng cao. Đường cong khuếch đại LDMOS mượt mà hơn và cho phép khuếch đại tín hiệu kỹ thuật số đa sóng mang với ít biến dạng hơn. Ống LDMOS có mức xuyên điều chế thấp và không thay đổi đến vùng bão hòa, không giống như các bóng bán dẫn lưỡng cực có mức xuyên điều chế cao và thay đổi khi mức công suất tăng lên. Tính năng chính này cho phép bóng bán dẫn LDMOS thực hiện gấp đôi công suất so với bóng bán dẫn lưỡng cực với độ tuyến tính tốt hơn. Bóng bán dẫn LDMOS có đặc tính nhiệt độ tốt hơn và hệ số nhiệt độ là âm, do đó có thể ngăn chặn ảnh hưởng của tản nhiệt. Loại ổn định nhiệt độ này cho phép thay đổi biên độ chỉ 0.1dB, và trong trường hợp cùng mức đầu vào, biên độ của bóng bán dẫn lưỡng cực thay đổi từ 0.5 đến 0.6dB và thường phải có mạch bù nhiệt độ.
Đặc điểm cấu trúc LDMOS và lợi thế sử dụng
LDMOS được áp dụng rộng rãi vì nó dễ tương thích hơn với công nghệ CMOS. Cấu trúc thiết bị LDMOS được thể hiện trong hình 1. LDMOS là thiết bị nguồn có cấu trúc khuếch tán kép. Kỹ thuật này là cấy hai lần trong cùng một nguồn / vùng thoát nước, một lần cấy asen (As) với nồng độ lớn hơn (liều cấy điển hình là 1015cm-2) và một lần cấy boron khác (với nồng độ nhỏ hơn (liều cấy điển hình là 1013cm-2)). B). Sau khi cấy, quá trình đẩy ở nhiệt độ cao được thực hiện. Vì bo khuếch tán nhanh hơn asen, nó sẽ khuếch tán xa hơn theo hướng bên dưới ranh giới cổng (giếng P trong hình), tạo thành một kênh có gradient nồng độ và chiều dài kênh của nó được xác định bởi sự chênh lệch giữa hai khoảng cách khuếch tán bên . Để tăng điện áp đánh thủng, giữa vùng hoạt động và vùng tiêu có vùng trôi. Vùng trôi dạt trong LDMOS là điểm mấu chốt trong thiết kế của loại thiết bị này. Nồng độ tạp chất trong vùng trôi tương đối thấp. Do đó, khi LDMOS được kết nối với điện áp cao, vùng trôi dạt có thể chịu được điện áp cao hơn do điện trở cao của nó. LDMOS đa tinh thể được thể hiện trong Hình 1 kéo dài đến oxy trường trong vùng trôi và hoạt động như một tấm trường, sẽ làm suy yếu điện trường bề mặt trong vùng trôi và giúp tăng điện áp đánh thủng. Tác dụng của tấm trường liên quan chặt chẽ đến chiều dài của tấm trường. Để làm cho tấm hiện trường có đầy đủ chức năng, người ta phải thiết kế độ dày của lớp SiO2, và thứ hai, chiều dài của tấm hiện trường phải được thiết kế.
Quy trình sản xuất LDMOS kết hợp các quy trình BPT và gallium arsenide. Khác với quy trình MOS tiêu chuẩn, tôiTrong bao bì thiết bị, LDMOS không sử dụng lớp cách ly ôxít beri BeO mà được nối dây cứng trực tiếp trên đế. Khả năng dẫn nhiệt được cải thiện, khả năng chịu nhiệt độ cao của thiết bị được cải thiện và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. . Do hiệu ứng nhiệt độ âm của ống LDMOS, dòng điện rò rỉ tự động tỏa ra khi được đốt nóng, và hiệu ứng nhiệt độ dương của ống lưỡng cực không tạo thành điểm nóng cục bộ trong dòng điện góp, do đó ống không dễ bị hỏng. Vì vậy ống LDMOS tăng cường đáng kể khả năng chịu lực của tải trọng không phù hợp và hoạt động quá mức. Cũng do hiệu ứng chia sẻ dòng điện tự động của ống LDMOS, đường cong đặc tính đầu vào-đầu ra của nó cong chậm ở điểm nén 1dB (phần bão hòa cho các ứng dụng tín hiệu lớn), do đó dải động được mở rộng, có lợi cho việc khuếch đại tín hiệu tương tự và tín hiệu RF TV kỹ thuật số. LDMOS xấp xỉ tuyến tính khi khuếch đại các tín hiệu nhỏ mà hầu như không có biến dạng xuyên điều chế, điều này giúp đơn giản hóa mạch hiệu chỉnh ở mức độ lớn. Dòng điện cổng DC của thiết bị MOS gần như bằng không, mạch phân cực đơn giản và không cần mạch phân cực trở kháng thấp hoạt động phức tạp với bù nhiệt độ dương.
Đối với LDMOS, độ dày của lớp biểu mô, nồng độ pha tạp và chiều dài của vùng trôi là các thông số đặc trưng quan trọng nhất. Chúng ta có thể tăng điện áp đánh thủng bằng cách tăng độ dài của vùng trôi, nhưng điều này sẽ làm tăng diện tích chip và điện trở trên. Điện áp chịu đựng và điện trở kháng của thiết bị DMOS cao áp phụ thuộc vào sự thỏa hiệp giữa nồng độ và độ dày của lớp biểu mô và chiều dài của vùng trôi. Bởi vì điện áp chịu đựng và điện trở trên có các yêu cầu trái ngược nhau về nồng độ và độ dày của lớp biểu mô. Một điện áp đánh thủng cao yêu cầu một lớp biểu mô pha tạp nhẹ dày và một vùng trôi dạt dài, trong khi điện trở thấp yêu cầu một lớp biểu mô pha tạp nhẹ và một vùng trôi ngắn. Do đó, các tham số biểu mô tốt nhất và vùng trôi dạt phải được chọn Chiều dài để có được điện trở nhỏ nhất trong điều kiện đáp ứng một điện áp đánh thủng bộ xả nguồn nhất định.
LDMOS có hiệu suất vượt trội trong các khía cạnh sau:
1. Ổn định nhiệt; 2. Độ ổn định tần số; 3. Tăng cao hơn; 4. Cải thiện độ bền; 5. Tiếng ồn thấp hơn; 6. Điện dung phản hồi thấp hơn; 7. Mạch phân cực hiện tại đơn giản hơn; số 8 . Trở kháng đầu vào không đổi; 9. Hiệu suất IMD tốt hơn; 10. Điện trở nhiệt thấp hơn; 11. Khả năng AGC tốt hơn. Thiết bị LDMOS đặc biệt thích hợp cho CDMA, W-CDMA, TETRA, truyền hình kỹ thuật số mặt đất và các ứng dụng khác đòi hỏi dải tần rộng, độ tuyến tính cao và yêu cầu tuổi thọ cao.
LDMOS chủ yếu được sử dụng cho các bộ khuếch đại công suất RF trong các trạm gốc điện thoại di động trong những ngày đầu, và cũng có thể được áp dụng cho các bộ phát sóng HF, VHF và UHF, radar vi sóng và hệ thống định vị, v.v. Vượt trội hơn tất cả các công nghệ nguồn RF, công nghệ bóng bán dẫn kim loại khuếch tán bên (LDMOS) mang lại tỷ lệ công suất đỉnh trên trung bình (PAR, Peak-to-Aerage) cao hơn, độ lợi cao hơn và tuyến tính cho thế hệ bộ khuếch đại trạm gốc mới Đồng thời đồng thời mang lại tốc độ truyền dữ liệu cao hơn cho các dịch vụ đa phương tiện. Ngoài ra, hiệu suất tuyệt vời tiếp tục tăng theo hiệu suất và mật độ điện năng. Trong bốn năm qua, công nghệ LDMOS 0.8 micron thế hệ thứ hai của Philips có hiệu suất đáng kinh ngạc và khả năng sản xuất hàng loạt ổn định trên các hệ thống GSM, EDGE và CDMA. Ở giai đoạn này, để đáp ứng các yêu cầu của bộ khuếch đại công suất đa sóng mang (MCPA) và tiêu chuẩn W-CDMA, Công nghệ LDMOS cập nhật cũng được cung cấp.
sản phẩm khác của chúng tôi:
