Kjernekonsept
LDMOS er en forkortelse for lateral diffused metal oxide semiconductor. Det er en halvlederteknologi designet for radiofrekvenskraftapplikasjoner og produsert på et silisiumsubstrat.
Enkelt sagt kan du forstå det som en slags transistor som kan «gjøre tungt arbeid», spesielt god til å jobbe under høy-frekvens og høy-effekt.
1. Hva er det?Grunnleggende prinsipper og strukturelle egenskaper
LDMOS er en slags MOSFET, men strukturen er spesielt optimalisert for å oppnå høy nedbrytningsspenning og høyfrekvent ytelse.
Den "horisontale diffusjonen" i navnet avslører nøkkelen:
Tverrgående: Strøm flyter horisontalt inne i transistoren (fra kilde til avløp, parallelt med overflaten av silisiumplaten). Dette er forskjellig fra en annen strømretning kalt en "vertikal" enhet.
Diffusjon: I produksjonsprosessen dannes et spesifikt dopet område (spesielt P-kroppsområdet) gjennom et prosesstrinn kalt "diffusjon". Denne diffusjonsprosessen skaper en presis konsentrasjonsgradient, som er nøkkelen til å oppnå høy ytelse.
Kjernestrukturelle egenskaper til LDMOS:
Driftssone: Det er en lett dopet "driftsone" mellom avløpet og kanalen. Dette området er essensen av LDMOS sin suksess:
Funksjon: Tåler høy spenning. Når transistoren er slått av, faller mesteparten av spenningen i dette området for å forhindre at enheten brytes ned.
Fordeler: Den lar LDMOS jobbe med en høyere strømforsyningsspenning, og gir dermed ut større kraft.
Silisiumoksidisolering: Tidlig LDMOS brukte vanligvis lokal oksidasjonsisolasjonsteknologi for å redusere parasittisk kapasitans.
Asymmetrisk struktur: Kilden, porten og avløpet til LDMOS er ikke geometrisk symmetrisk. Dette er en av hovedforskjellene mellom den og den standard symmetriske MOSFET.
2. Hovedfordeler
Grunnen til at LDMOS har dominert feltet for RF-kraft i flere tiår er på grunn av dens serie av enestående fordeler:
Høy effekt: den kan håndtere høye spenninger og strømmer, og gir ut flere titalls watt til flere kilowatt radiofrekvenseffekt.
Høy forsterkning: Ved en gitt frekvens kan den gi høy signalforsterkningsevne.
God linearitet: dette er en av de mest kritiske fordelene. God linearitet betyr at signalforvrengningen er liten, noe som er avgjørende for moderne komplekse modulasjonsformater (som OFDM brukt i 4G/5G) for å sikre kvaliteten og effektiviteten til dataoverføring.
Høy holdbarhet: tåler tøffe belastningsforhold (som belastningsfeil), for eksempel når antennen er skadet, er det ikke lett å brenne ned.
Kostnads-effektivitet: Basert på produksjon av moden silisiumprosess, er kostnadene mye lavere enn andre høy-teknologier med høy-effekt (som GaAs eller GaN-on-SiC).
Enkel strømforsyning: vanligvis kreves det bare én positiv strømforsyningsspenning for å fungere, noe som forenkler kretsdesignet.
3. Hovedbruksområder
LDMOS er hovedkraften til mange infrastrukturapplikasjoner:
Mobile kommunikasjonsbasestasjoner: Dette er det største og viktigste markedet for LDMOS.
Makrobasestasjons effektforsterker: Den er mye brukt i 2G-, 3G- og 4G-nettverk, spesielt i frekvensbåndet 1,8GHz til 2,2GHz.
5G Massive MIMO aktiv antenneenhet: Selv om den møter GaN-konkurranse i høyfrekvensbåndet, er LDMOS fortsatt et konkurransedyktig valg i Sub-6GHz-båndet som 3,5GHz.
Kringkastingssender:
Effektforsterkertrinnet for FM-radio og TV-kringkasting.
Industrielle, vitenskapelige og medisinske frekvensbånd:
Den brukes som strømkilde for plasmagenerering, radiofrekvensoppvarming, medisinsk mikrobølgeablasjon og annet utstyr.
Avionikk og offentlig sikkerhet:
Brukes i radar, radiokommunikasjon og andre systemer.