LDMOS - LDMOS

LDMOS ( lateral diffundierter Metalloxidhalbleiter ) ist ein planarer doppelt diffundierter MOSFET (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor), der in Verstärkern verwendet wird , einschließlich Mikrowellenleistungsverstärkern , HF-Leistungsverstärkern und Audio-Leistungsverstärkern . Diese Transistoren werden häufig auf p / p ⁺ Silizium-Epitaxieschichten hergestellt. Die Herstellung von LDMOS-Bauelementen umfasst meist verschiedene Ionenimplantationen und nachfolgende Glühzyklen. Beispielsweise wird der Driftbereich dieses Leistungs-MOSFET unter Verwendung von bis zu drei Ionenimplantationssequenzen hergestellt, um das geeignete Dotierungsprofil zu erreichen, das erforderlich ist, um hohen elektrischen Feldern standzuhalten.

Das siliziumbasierte HF-LDMOS ( Hochfrequenz- LDMOS) ist der am weitesten verbreitete HF-Leistungsverstärker in Mobilfunknetzen und ermöglicht den Großteil des weltweiten zellularen Sprach- und Datenverkehrs . LDMOS-Bauelemente werden häufig in HF-Leistungsverstärkern für Basisstationen verwendet, da eine hohe Ausgangsleistung mit einer entsprechenden Drain-Source- Durchbruchspannung erforderlich ist, die üblicherweise über 60 Volt liegt . Im Vergleich zu anderen Bauelementen wie GaAs- FETs weisen sie eine niedrigere maximale Leistungsverstärkungsfrequenz auf.

Zu den Herstellern von LDMOS-Geräten und Gießereien, die LDMOS-Technologien anbieten, gehören TSMC , LFoundry , Tower Semiconductor , GLOBALFOUNDRIES , die Vanguard International Semiconductor Corporation , STMicroelectronics , Infineon Technologies , RFMD , NXP Semiconductors (einschließlich ehemaliger Freescale Semiconductor ), SMIC , MK Semiconductors, Polyf .

Geschichte

DMOS (doppelt diffundierter MOSFET) wurde in den 1960er Jahren beschrieben. DMOS ist ein MOSFET, der unter Verwendung eines Doppeldiffusionsprozesses hergestellt wird . Seitlich doppelt diffundierter MOSFET (LDMOS) wurde 1969 von Tarui et al. Vom Electrotechnical Laboratory (ETL) beschrieben.

Hitachi war zwischen 1977 und 1983 der einzige LDMOS-Hersteller. Während dieser Zeit wurde LDMOS in Audio-Leistungsverstärkern von Herstellern wie HH Electronics (V-Serie) und Ashly Audio verwendet und für Musik, High-Fidelity (Hi-Fi). Geräte und Beschallungssysteme .

RF LDMOS

LDMOS für HF-Anwendungen wurde in den frühen 1970er Jahren von Cauge et al. In den frühen neunziger Jahren verdrängte HF-LDMOS ( Hochfrequenz- LDMOS) schließlich HF- Bipolartransistoren als HF-Leistungsverstärker für die zellulare Netzwerkinfrastruktur, da HF-LDMOS überlegene Linearität, Effizienz und Gewinn bei geringeren Kosten bereitstellte. Mit der Einführung des digitalen 2G- Mobilfunknetzes wurde LDMOS zur am weitesten verbreiteten HF-Leistungsverstärkertechnologie in 2G- und dann 3G- Mobilfunknetzen. In den späten 1990er Jahren war das HF-LDMOS der dominierende HF-Leistungsverstärker in Märkten wie zellularen Basisstationen , Rundfunk , Radar sowie industriellen, wissenschaftlichen und medizinischen Bandanwendungen. LDMOS hat seitdem den größten Teil des weltweiten zellularen Sprach- und Datenverkehrs ermöglicht .

Mitte der 2000er Jahre litten HF-Leistungsverstärker, die auf einzelnen LDMOS-Bauelementen basierten, bei Verwendung in 3G- und 4G- Netzen ( LTE ) aufgrund der höheren Spitzen- bis Durchschnittsleistung der Modulationsschemata sowie der CDMA- und OFDMA- Zugangstechniken unter einem relativ geringen Wirkungsgrad in diesen Kommunikationssystemen verwendet. Im Jahr 2006 wurde die Effizienz von LDMOS-Leistungsverstärkern mithilfe typischer Techniken zur Effizienzsteigerung wie Doherty- Topologien oder Hüllkurvenverfolgung gesteigert .

Ab 2011 ist RF LDMOS die dominierende Gerätetechnologie, die in Hochleistungs-HF-Leistungsverstärkeranwendungen für Frequenzen von 1 MHz bis über 3,5 GHz verwendet wird , und ist die dominierende HF- Leistungsgerätetechnologie für die zellulare Infrastruktur. Seit 2012 ist RF LDMOS die führende Technologie für eine Vielzahl von HF-Leistungsanwendungen. Ab 2018 ist LDMOS der De-facto- Standard für Leistungsverstärker in Mobilfunknetzen wie 4G und 5G .   

Anwendungen

Zu den gängigen Anwendungen der LDMOS-Technologie gehören die folgenden.

• Verstärker - HF-Leistungsverstärker , Audio-Leistungsverstärker , Klasse AB
• Audiotechnologie - Lautsprecher , HiFi-Geräte ( High-Fidelity ), PA-Systeme ( Public Announcement )
• Mobile Geräte - Mobiltelefone
  • Mobilfunknetze - Basisstationen und HF-Verstärker
• Pulse - Anwendungen
• Hochfrequenz (RF) -Technologie - HF-Technik (HF-Technik), HF-Leistungsverstärker
• Drahtlose Technologie - drahtlose Netzwerke und digitale Netzwerke

RF LDMOS

Zu den allgemeinen Anwendungen der RF-LDMOS-Technologie gehören die folgenden.

Siehe auch

• FET-Verstärker
• Leistungshalbleiterbauelement
• RF CMOS

Verweise

Externe Links

• Mikrowellen-Enzyklopädie auf LDMOS
• BCD-Prozess einschließlich anpassbarem LDMOS