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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。
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+ g6 w, w# a. v. i! z, @- LDMOS的性能概述
- LDMOS的结构
- LDMOS的制造工艺
- LDMOS的优势
LDMOS的特点及应用
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LDMOS的性能概述 % M* |1 J' P2 j# R4 i2 x
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" @" d/ a2 E5 G x+ E LDMOS的制造工艺
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- D2 b0 A; ?7 N2 v! I/ l8 T
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& d3 Q* H9 O0 E: N* z 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器件的直流栅极电流几乎为零，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。
/ x h# i K( _" e2 y7 F! }. T8 Q 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。 5 d; _" z4 M3 E, a
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LDMOS的优势
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' s" S! t; J+ x v R+ ?! c5 }& \& O L. d* H
技术面： : S9 Q: K' X. s. G5 M
卓越的效率，可降低功率消耗与冷却成本
: _3 F0 C- V& p 卓越的线性度，可将信号预校正需求降到最低 4 [3 r/ w( T% h& t! [* x+ R2 c* a
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 Y$ D( M- c, R
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 + i( C$ H& f4 q4 n/ _0 U; `
高功率密度，使用较少的晶体管封装 - Q, _% i7 ~8 z8 G. `
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 4 C0 O2 {8 F4 v' ]. }
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
3 N: A" |' _$ W* s 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） ) h, C) @9 t/ g2 e- l* D2 g
运作面： , P- I0 ?# S2 R }
绝佳的稳定性，由于负汲极电流温度常数，所以不受热散失的影响
* v5 q8 a/ E) n9 I! c. w5 H# q4 x 比双载子更能忍受较高的负载未匹配现象 （ VSWR），提高现场实际应用的可靠度
& Z, C3 G, u/ g. s 卓越的射频稳定度，在闸极与汲极间内置隔离层，可以降低回授电容 5 ^ G: W' B" X( m6 b3 a. V; J
在平均无故障时间 （MTTF） 上有相当好的可靠度 # r( t# S7 U" `2 E& \3 t! h( `
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& W B( t3 u3 j0 q* W" H t LDMOS的特点及应用
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1.热稳定性； ( L- c& }% ]( r
2.频率稳定性；
: p* A' L! D* b; f q" g; e) h0 O 3.更高的增益； # i, ?7 N+ [+ d, c7 Y6 Q* z
4.提高的耐久性 , ^1 W% D. f+ ~; Q4 I% [
;5.更低的噪音； 3 O+ U- _8 H8 X
6.更低的反馈电容； ! k- u- E" O: a+ { q$ l/ M
7.更简单的偏流电路；0 V; n5 {4 I4 w& I9 z
8.恒定的输入阻抗；
/ M/ h4 ~1 ^* I; ~& r; l 9.更好的IMD性能；
* h4 V! p. c% l4 M8 d2 K2 _ 10.更低的热阻；& G9 I0 I2 K2 q! r/ J( R, e6 M9 S
11.更佳的AGC能力。& r" C& F4 R7 v0 F: u$ F
LDMOS器件特别适用于CDMA、W-CDMA、TETRA、数字地面电视等需要宽频率范围、高线性度和使用寿命要求高的应用。
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发表于 2020-6-3 09:08
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