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什么是RF LDMOS晶體管

2010年03月05日 16:22 www.brongaenegriffin.com 作者：佚名 用戶評論（0）

什么是RF LDMOS晶體管

DMOS主要有兩種類型，垂直雙擴散金屬氧化物半導體場效應管VDMOSFET（ vertical double-diffused MOSFET）和橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管LDMOSFET （lateral double-dif fused MOSFET）。LDMOS由于更容易與CMOS工藝兼容而被廣泛采用。LDMOS

　　LDMOS (橫向擴散金屬氧化物半導體)

LDMOS器件結構如圖1所示，LDMOS是一種雙擴散結構的功率器件。這項技術是在相同的源/漏區(qū)域注入兩次，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）。注入之后再進行一個高溫推進過程，由于硼擴散比砷快，所以在柵極邊界下會沿著橫向擴散更遠（圖中P阱），形成一個有濃度梯度的溝道，它的溝道長度由這兩次橫向擴散的距離之差決定。為了增加擊穿電壓，在有源區(qū)和漏區(qū)之間有一個漂移區(qū)。LDMOS中的漂移區(qū)是該類器件設計的關鍵，漂移區(qū)的雜質濃度比較低，因此，當LDMOS 接高壓時，漂移區(qū)由于是高阻，能夠承受更高的電壓。圖1所示LDMOS的多晶擴展到漂移區(qū)的場氧上面，充當場極板，會弱化漂移區(qū)的表面電場，有利于提高擊穿電壓。場極板的作用大小與場極板的長度密切相關[6]。要使場極板能充分發(fā)揮作用，一要設計好SiO2層的厚度，二要設計好場極板的長度。

image:bk064921w-1.jpg

LDMOS元件具有基底，基底中形成有源極區(qū)與漏極區(qū)。在源極與漏極區(qū)之間的一部分基底上提供了一個絕緣層，以便在絕緣層與基底表面之間提供一個平面介面。然后在絕緣層的一部分之上形成絕緣構件，在部分絕緣構件與絕緣層之上形成柵極層。通過使用此結構，發(fā)現存在有平直的電流通道，使之能減少接通電阻，同時維持高擊穿電壓。

LDMOS與普通MOS管主要有兩點區(qū)別：1，采用LDD結構(或稱之為漂移區(qū))；2，溝道由兩次擴散的橫向結深控制。

LDMOS 的優(yōu)勢

? 卓越的效率，可降低功率消耗與冷卻成本

? 卓越的線性度，可將信號預校正需求降到最低

? 優(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度

? 卓越的尖峰功率能力，可帶來最少數據錯誤率的高 3G 數據率

? 高功率密度，使用較少的晶體管封裝

? 超低感抗、回授電容與串流閘阻抗，目前可讓 LDMOS 晶體管在雙載子器件上提供 7 bB 的增益改善

? 直接源極接地，提升功率增益并免除 BeO 或 AIN 隔離物質的需求

? 在 GHz 頻率下擁有高功率增益，帶來更少設計步驟、更簡易更具成本效益的設計 (采用低成本、低功率驅動晶體管)

? 絕佳的穩(wěn)定性，由于負漏極電流溫度常數，所以不受熱散失的影響

? 比雙載子更能忍受較高的負載未匹配現象 (VSWR)，提高現場實際應用的可靠度

? 卓越的射頻穩(wěn)定度，在柵極與漏極間內置隔離層，可以降低回授電容

? 在平均無故障時間 (MTTF) 上有相當好的可靠度

LDMOS主要的缺點

1．功率密度低；

2．容易受到靜電的破壞。當輸出功率相近時，LDMOS器件的面積比雙極型的大。這樣，單晶圓上裸片的數量更少，從而使MOSFET(LDMOS)器件的成本更高。面積較大也限制了給定封裝的最大有效功率。而靜電通常可以高達幾百伏，它會損壞LDMOS器件的源極到溝道的柵，所以防靜電措施是必需的。

綜上所述,LDMOS器件特別適用于CDMA、W-CDMA、TETRA、數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用。

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