Concept de bază
LDMOS este o abreviere pentru semiconductor cu oxid de metal difuzat lateral. Este o tehnologie de semiconductor concepută pentru aplicații de energie cu frecvență radio și fabricată pe un substrat de siliciu.
În termeni simpli, îl puteți înțelege ca pe un fel de tranzistor care poate „a lucra greoi”, mai ales bun la lucru în condiții de-frecvență înaltă și de putere-înaltă.
1. Ce este? Principii de bază și caracteristici structurale
LDMOS este un fel de MOSFET, dar structura sa a fost optimizată special pentru a obține o tensiune mare de avarie și performanță de înaltă frecvență.
„Difuziunea orizontală” din numele său dezvăluie cheia:
Transversal: curentul curge orizontal în interiorul tranzistorului (de la sursă la scurgere, paralel cu suprafața plachetei de siliciu). Aceasta este diferită de o altă direcție de curgere a curentului numită dispozitiv „vertical”.
Difuzie: în procesul de fabricație, o anumită regiune dopată (în special regiunea P-corpului) se formează printr-o etapă a procesului numită „difuzie”. Acest proces de difuzie creează un gradient de concentrație precis, care este cheia obținerii unei performanțe ridicate.
Caracteristicile structurale de bază ale LDMOS:
Zona de deriva: Există o „zonă de deriva” ușor dopată între canal și canal. Această zonă este esența succesului LDMOS:
Funcție: Rezistă la tensiune înaltă. Când tranzistorul este oprit, cea mai mare parte a tensiunii scade în această zonă pentru a preveni defectarea dispozitivului.
Beneficii: permite LDMOS să lucreze la o tensiune de alimentare mai mare, producând astfel o putere mai mare.
Izolarea oxidului de siliciu: LDMOS timpuriu folosea de obicei tehnologia locală de izolare a oxidării pentru a reduce capacitatea parazită.
Structura asimetrică: sursa, poarta și scurgerea LDMOS nu sunt simetrice geometric. Aceasta este una dintre principalele diferențe dintre acesta și MOSFET-ul simetric standard.
2. Principalele avantaje
Motivul pentru care LDMOS a dominat domeniul puterii RF de zeci de ani se datorează seriei sale de avantaje remarcabile:
Putere mare de ieșire: poate gestiona tensiuni și curenți înalți și poate produce zeci de wați la câțiva kilowați de putere de radiofrecvență.
Câștig ridicat: la o frecvență dată, poate oferi o capacitate ridicată de amplificare a semnalului.
Liniaritate bună: acesta este unul dintre avantajele sale cele mai critice. Liniaritatea bună înseamnă că distorsiunea semnalului este mică, ceea ce este esențial pentru formatele moderne de modulare complexe (cum ar fi OFDM utilizat în 4G/5G) pentru a asigura calitatea și eficiența transmisiei de date.
Durabilitate ridicată: poate rezista la condiții dure de încărcare (cum ar fi nepotrivirea sarcinii), cum ar fi atunci când antena este deteriorată, nu este ușor să ardeți.
Cost-eficiență: pe baza procesului de fabricație matur de siliciu, costul este mult mai mic decât alte tehnologii de-frecvență și-înaltă putere (cum ar fi GaAs sau GaN-pe-SiC).
Alimentare unică: de obicei, este necesară o singură tensiune de alimentare pozitivă pentru a funcționa, simplificând proiectarea circuitului.
3. Domenii principale de aplicare
LDMOS este forța principală a multor aplicații de infrastructură:
Stații de bază pentru comunicații mobile: aceasta este cea mai mare și cea mai importantă piață pentru LDMOS.
Amplificator de putere macro stație de bază: este utilizat pe scară largă în rețelele 2G, 3G și 4G, în special în banda de frecvență de la 1,8 GHz până la 2,2 GHz.
Unitate de antenă activă 5G Massive MIMO: Deși se confruntă cu concurența GaN în banda de înaltă frecvență, LDMOS este încă o alegere competitivă în banda Sub-6GHz, cum ar fi 3,5GHz.
Transmițător de difuzare:
Etapa amplificatorului de putere a transmisiilor de radio și televiziune FM.
Benzi de frecvență industriale, științifice și medicale:
Este folosit ca sursă de energie pentru generarea de plasmă, încălzirea cu frecvență radio, ablația medicală cu microunde și alte echipamente.
Avionica si siguranta publica:
Folosit în radar, comunicații radio și alte sisteme.