LDMOS的性能与制造工艺

2012-02-11 13:40:52来源: 互联网
LDMOS性能概述

  与双极型晶体管相比,LDMOS管的增益更高,LDMOS管的增益可达14dB以上,而双极型晶体管在5~6dB,采用LDMOS管的PA模块的增益可达60dB左右。这表明对于相同的输出功率需要更少的器件,从而增大功放的可靠性。

  LDMOS能经受住高于双极型晶体管3倍的驻波比,能在较高的反射功率下运行而没有破坏LDMOS设备;它较能承受输入信号的过激励和适合发射数字信号,因为它有高级的瞬时峰值功率。LDMOS增益曲线较平滑并且允许多载波数字信号放大且失真较小。LDMOS管有一个低且无变化的互调电平到饱和区,不像双极型晶体管那样互调电平高且随着功率电平的增加而变化。这种主要特性允许LDMOS晶体管执行高于双极型晶体管二倍的功率,且线性较好。LDMOS晶体管具有较好的温度特性温度系数是负数,因此可以防止热耗散的影响。这种温度稳定性允许幅值变化只有0.1dB,而在有相同的输入电平的情况下,双极型晶体管幅值变化从0.5~0.6dB,且通常需要温度补偿电路。

  LDMOS的制造工艺

  LDMOS制造工艺结合了BPT和砷化镓工艺。与标准MOS工艺不同的是,在器件封装上,LDMOS没有采用BeO氧化铍隔离层,而是直接硬接在衬底上,导热性能得到改善,提高了器件的耐高温性,大大延长了器件寿命。由于LDMOS管的负温效应,其漏电流在受热时自动均流,而不会象双极型管的正温度效应在收集极电流局部形成热点,从而管子不易损坏。所以LDMOS管大大加强了负载失配和过激励的承受能力。同样由于LDMOS管的自动均流作用,其输入-输出特性曲线在1dB 压缩点(大信号运用的饱和区段)下弯较缓,所以动态范围变宽,有利于模拟和数字电视射频信号放大。LDMOS在小信号放大时近似线性,几乎没有交调失真,很大程度简化了校正电路。MOS器件的直流极电流几乎为零,偏置电路简单,无需复杂的带正温度补偿的有源低阻抗偏置电路。

  对LDMOS而言,外延层的厚度、掺杂浓度、漂移区的长度是其最重要的特性参数。我们可以通过增加漂移区的长度以提高击穿电压,但是这会增加芯片面积和导通电阻。高压DMOS器件耐压和导通电阻取决于外延层的浓度、厚度及漂移区长度的折中选择。因为耐压和导通阻抗对于外延层的浓度和厚度的要求是矛盾的。高的击穿电压要求厚的轻掺杂外延层和长的漂移区,而低的导通电阻则要求薄的重掺杂外延层和短的漂移区,因此必须选择最佳外延参数和漂移区长度,以便在满足一定的源漏击穿电压的前提下,得到最小的导通电阻。

  LDMOS的优势

  卓越的效率,可降低功率消耗与冷却成本

  卓越的线性度,可将信号预校正需求降到最低

  优化超低热阻抗,可缩减放大器尺寸与冷却需求并改善可靠度

  卓越的尖峰功率能力,可带来最少数据错误率的高 3G 数据率

  高功率密度,使用较少的晶体管封装

  超低感抗、回授电容与串流闸阻抗,目前可让 LDMOS 晶体管在双载子器件上提供 7 bB 的增益改善

  直接源极接地,提升功率增益并免除 BeO 或 AIN 隔离物质的需求

  在 GHz 频率下拥有高功率增益,带来更少设计步骤、更简易更具成本效益的设计 (采用低成本、低功率驱动晶体管)

关键字:LDMOS  性能  制造工艺

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0211/article_14183.html
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