تم تطوير LDMOS (أشباه الموصلات ذات أكسيد المعادن المنتشر جانبياً) لتقنية الهاتف الخلوي 900MHz. يضمن النمو المستمر لسوق الاتصالات الخلوية تطبيق ترانزستورات LDMOS ، كما يجعل تقنية LDMOS تستمر في النضج وتستمر التكاليف في الانخفاض ، لذلك ستحل محل تقنية الترانزستور ثنائية القطب في معظم الحالات في المستقبل. بالمقارنة مع الترانزستورات ثنائية القطب ، فإن اكتساب أنابيب LDMOS أعلى. يمكن أن يصل كسب أنابيب LDMOS إلى أكثر من 14 ديسيبل ، في حين أن مكاسب الترانزستورات ثنائية القطب هي 5 ~ 6 ديسيبل. يمكن أن يصل اكتساب وحدات PA باستخدام أنابيب LDMOS إلى حوالي 60 ديسيبل. يوضح هذا أن عدد الأجهزة المطلوبة لنفس طاقة الخرج يتطلب عددًا أقل من الأجهزة ، مما يزيد من موثوقية مضخم الطاقة.
يمكن أن يتحمل LDMOS نسبة موجية ثابتة أعلى بثلاث مرات من تلك الموجودة في الترانزستور ثنائي القطب ، ويمكن أن تعمل بقوة منعكسة أعلى دون تدمير جهاز LDMOS ؛ يمكنه تحمل الإثارة المفرطة لإشارة الإدخال ومناسب لنقل الإشارات الرقمية ، لأنه يتمتع بقدرة ذروة فورية متقدمة. يعد منحنى كسب LDMOS أكثر سلاسة ويسمح بتضخيم الإشارة الرقمية متعددة الموجات مع تشويه أقل. يحتوي أنبوب LDMOS على مستوى منخفض وغير متغير للتشبع البيني لمنطقة التشبع ، على عكس الترانزستورات ثنائية القطب التي تتمتع بمستوى عالي من التشكيل البيني وتتغير مع زيادة مستوى الطاقة. تسمح هذه الميزة الرئيسية لترانزستورات LDMOS بأداء ضعف الطاقة مثل الترانزستورات ثنائية القطب مع خطية أفضل. تتمتع ترانزستورات LDMOS بخصائص أفضل لدرجة الحرارة ومعامل درجة الحرارة سلبي ، لذلك يمكن منع تأثير تبديد الحرارة. يسمح هذا النوع من استقرار درجة الحرارة بتغيير السعة ليكون 0.1 ديسيبل فقط ، وفي حالة نفس مستوى الإدخال ، يتغير اتساع الترانزستور ثنائي القطب من 0.5 إلى 0.6 ديسيبل ، وعادة ما تكون دائرة تعويض درجة الحرارة مطلوبة.
خصائص هيكل LDMOS ومزايا الاستخدام
يتم اعتماد LDMOS على نطاق واسع لأنه من الأسهل أن تكون متوافقة مع تقنية CMOS. هيكل جهاز LDMOS مبين في الشكل 1. LDMOS هو جهاز طاقة بهيكل منتشر مزدوج. هذه التقنية هي الزرع مرتين في نفس المصدر / منطقة التصريف ، غرس واحد من الزرنيخ (AS) بتركيز أكبر (جرعة غرس نموذجية تبلغ 1015 سم -2) ، وزرع آخر من البورون (بتركيز أقل (جرعة غرس نموذجية من 1013 سم -2)). ب). بعد الزرع ، يتم إجراء عملية دفع عالية الحرارة. نظرًا لأن البورون ينتشر بشكل أسرع من الزرنيخ ، فإنه سينتشر بشكل أكبر على طول الاتجاه الجانبي أسفل حدود البوابة (P-well في الشكل) ، مكونًا قناة ذات تدرج تركيز ، وطول قناتها محدد بالفرق بين مسافات الانتشار الجانبي . من أجل زيادة جهد الانهيار ، توجد منطقة انجراف بين المنطقة النشطة ومنطقة التصريف. منطقة الانجراف في LDMOS هي المفتاح لتصميم هذا النوع من الأجهزة. تركيز الشوائب في منطقة الانجراف منخفض نسبيًا. لذلك ، عندما يتم توصيل LDMOS بجهد عالي ، يمكن لمنطقة الانجراف أن تتحمل جهدًا أعلى نظرًا لمقاومتها العالية. يمتد LDMOS متعدد البلورات الموضح في الشكل 1 إلى أكسجين الحقل في منطقة الانجراف ويعمل كلوحة مجال ، مما يضعف المجال الكهربائي للسطح في منطقة الانجراف ويساعد على زيادة جهد الانهيار. يرتبط تأثير لوحة المجال ارتباطًا وثيقًا بطول اللوحة الميدانية. لجعل لوحة المجال تعمل بكامل طاقتها ، يجب على المرء أن يصمم سمك طبقة SiO2 ، وثانيًا ، يجب تصميم طول لوحة المجال.
تجمع عملية تصنيع LDMOS بين عمليات BPT وزرنيخيد الغاليوم. تختلف عن عملية MOS القياسية ، أنافي عبوة الجهاز ، لا تستخدم LDMOS طبقة عزل أكسيد البريليوم من BeO ، ولكنها متصلة بأسلاك صلبة مباشرة على الركيزة. تم تحسين الموصلية الحرارية ، وتحسين مقاومة درجات الحرارة العالية للجهاز ، وإطالة عمر الجهاز بشكل كبير. . نظرًا لتأثير درجة الحرارة السلبية لأنبوب LDMOS ، يتم تسوية تيار التسرب تلقائيًا عند التسخين ، ولا يشكل تأثير درجة الحرارة الإيجابية للأنبوب ثنائي القطب بقعة ساخنة محلية في تيار المجمع ، بحيث لا يتلف الأنبوب بسهولة. لذا فإن أنبوب LDMOS يقوي إلى حد كبير قدرة تحمل عدم تطابق الحمل والإفراط في الإثارة. أيضًا بسبب تأثير المشاركة التلقائية للتيار لأنبوب LDMOS ، ينحني منحنى خصائص الإدخال والإخراج ببطء عند نقطة ضغط 1 ديسيبل (قسم التشبع لتطبيقات الإشارات الكبيرة) ، وبالتالي يتم توسيع النطاق الديناميكي ، مما يؤدي إلى تضخيم التناظرية وإشارات RF TV الرقمية. LDMOS خطي تقريبًا عند تضخيم الإشارات الصغيرة مع عدم وجود تشوه في التشكيل البيني تقريبًا ، مما يبسط دائرة التصحيح إلى حد كبير. إن تيار بوابة DC لجهاز MOS هو صفر تقريبًا ، ودائرة التحيز بسيطة ، وليست هناك حاجة لدائرة تحيز نشطة منخفضة المقاومة مع تعويض إيجابي لدرجة الحرارة.
بالنسبة لـ LDMOS ، فإن سماكة الطبقة فوق المحورية ، وتركيز المنشطات ، وطول منطقة الانجراف هي أهم المعلمات المميزة. يمكننا زيادة جهد الانهيار عن طريق زيادة طول منطقة الانجراف ، ولكن هذا سيزيد من مساحة الرقاقة والمقاومة. يعتمد جهد الصمود والمقاومة لأجهزة DMOS عالية الجهد على حل وسط بين تركيز وسمك الطبقة الفوقية وطول منطقة الانجراف. لأن تحمل الجهد والمقاومة لهما متطلبات متناقضة لتركيز وسمك الطبقة فوق المحورية. يتطلب جهد الانهيار العالي طبقة فوقية سميكة مخدرة قليلاً ومنطقة انجراف طويلة ، بينما تتطلب المقاومة المنخفضة طبقة رقيقة فوقية مخدرة بشدة ومنطقة انجراف قصيرة. لذلك ، يجب تحديد أفضل المعلمات الفوقية ومنطقة الانجراف الطول من أجل الحصول على أصغر مقاومة في ظل فرضية تلبية جهد انهيار مصدر وصرف معين.
يتمتع LDMOS بأداء متميز في الجوانب التالية:
1. الاستقرار الحراري. 2. استقرار التردد. 3. مكاسب أعلى ؛ 4. تحسين المتانة. 5. انخفاض الضوضاء. 6. انخفاض سعة التغذية المرتدة. 7. أبسط الدائرة الحالية التحيز. 8. مقاومة المدخلات الثابتة 9. أداء أفضل IMD. 10. انخفاض المقاومة الحرارية. 11. قدرة أفضل AGC. تعد أجهزة LDMOS مناسبة بشكل خاص لـ CDMA و W-CDMA و TETRA والتلفزيون الرقمي للأرض والتطبيقات الأخرى التي تتطلب نطاقًا تردديًا واسعًا ومتطلبات خطية عالية وعمر خدمة مرتفع.
تم استخدام LDMOS بشكل أساسي لمضخمات القدرة RF في محطات الهواتف المحمولة الأساسية في الأيام الأولى ، ويمكن أيضًا تطبيقها على أجهزة إرسال البث HF و VHF و UHF ورادارات الميكروويف وأنظمة الملاحة ، وما إلى ذلك. تتجاوز تكنولوجيا الترانزستور بأكسيد المعادن المنتشر (LDMOS) جميع تقنيات طاقة التردد اللاسلكي ، حيث توفر نسبة أعلى إلى متوسط الطاقة (PAR ، Peak-to-Aerage) ، وكسب أعلى وخطي للجيل الجديد من مكبرات الصوت للمحطة الأساسية في نفس الوقت الوقت ، فإنه يجلب معدل نقل بيانات أعلى لخدمات الوسائط المتعددة. بالإضافة إلى ذلك ، يستمر الأداء الممتاز في الزيادة مع الكفاءة وكثافة الطاقة. في السنوات الأربع الماضية ، تتمتع تقنية LDMOS من الجيل الثاني بقدرة 0.8 ميكرون من Philips بأداء مذهل وقدرة إنتاج ضخمة ثابتة على أنظمة GSM و EDGE و CDMA. في هذه المرحلة ، من أجل تلبية متطلبات مضخمات الطاقة متعددة الموجات الحاملة (MCPA) ومعايير W-CDMA ، يتم أيضًا توفير تقنية LDMOS محدثة.
لدينا غيرها من المنتجات:
