LDMOS - LDMOS
LDMOS (bočně rozptýlený polovodič oxidu kovu)[1] je planární dvojitá difúze MOSFET (tranzistor s kovovým oxidem – polovodičovým polním efektem) používaný v zesilovače, počítaje v to mikrovlnný výkon zesilovače, RF výkonové zesilovače a audio výkonové zesilovače. Tyto tranzistory jsou často vyráběny na p / p+ křemíkové epitaxní vrstvy. Výroba zařízení LDMOS většinou zahrnuje různé iontové implantace a následné cykly žíhání.[1] Jako příklad je to driftová oblast tohoto výkonový MOSFET je vyroben s použitím až tří iontových implantačních sekvencí, aby se dosáhlo vhodného dopingového profilu potřebného k odolání vysokým elektrickým polím.
The křemík - RF LDMOS na bázi (rádiová frekvence LDMOS) je nejpoužívanější RF výkonový zesilovač v mobilní sítě,[2][3][4] umožňující většinu světa mobilní hlas a datový provoz.[5] Zařízení LDMOS jsou široce používána v RF výkonových zesilovačích pro základnové stanice, protože je vyžadován vysoký výstupní výkon s odpovídajícím odtokem ke zdroji průrazné napětí obvykle nad 60 let volty.[6] Ve srovnání s jinými zařízeními, jako je GaAs FET vykazují nižší maximální frekvenci zisku energie.
Patří mezi výrobce zařízení LDMOS a slévárny nabízející technologie LDMOS TSMC, LZáklad, Tower Semiconductor, GLOBALFOUNDRIES, Vanguard International Semiconductor Corporation, STMicroelectronics, Infineon Technologies, RFMD, NXP Semiconductors (včetně bývalých Freescale Semiconductor ), SMIC, MK Semiconductors, Polyfet a Dostatek.
Dějiny
DMOS (double-diffused MOSFET) byl hlášen v 60. letech.[7] DMOS je a MOSFET vyrobeno pomocí a dvojitý difúzní proces. Laterálně dvojitý difúzní MOSFET (LDMOS) ohlásili v roce 1969 Tarui et al Elektrotechnická laboratoř (ETL).[8][9]
Hitachi byl jediným výrobcem LDMOS v letech 1977 až 1983, během nichž byl LDMOS používán audio výkonové zesilovače od výrobců jako HH Electronics (Řada V) a Ashly Audio a byly používány pro hudbu, vysoká kvalita reprodukce zvuku (hi-fi) zařízení a systémy veřejného ozvučení.[10]
RF LDMOS
LDMOS pro RF aplikace byl představen na začátku 70. let Cauge et al.[11][12][13] Na počátku 90. let byl RF LDMOS (rádiová frekvence LDMOS) nakonec přemístil RF bipolární tranzistory tak jako RF výkonové zesilovače pro mobilní síť infrastruktura, protože RF LDMOS poskytoval vynikající linearitu, účinnost a zisk spolu s nižšími náklady.[14][4] Se zavedením 2G digitální mobilní síť „LDMOS se stal nejrozšířenější technologií RF výkonových zesilovačů ve 2G a později 3G mobilní sítě.[2] Na konci 90. let se RF LDMOS stal dominantním vysokofrekvenčním výkonovým zesilovačem na trzích, jako jsou mobilní sítě základnové stanice, vysílání, radar, a Průmyslové, vědecké a lékařské pásmo aplikace.[15] LDMOS od té doby umožnil většinu světa mobilní hlas a datový provoz.[5]
V polovině 2000s trpěly vysokofrekvenční výkonové zesilovače založené na jednotlivých zařízeních LDMOS relativně nízkou účinností při použití v 3G a 4G (LTE ) sítě, kvůli vyšší špičkový až průměrný výkon z modulační schémata a CDMA a OFDMA přístupové techniky používané v těchto komunikačních systémech. V roce 2006 byla účinnost výkonových zesilovačů LDMOS posílena pomocí typických technik zvyšování účinnosti, jako je např Doherty topologie nebo sledování obálek.[16]
Od roku 2011[Aktualizace]„RF LDMOS je dominantní technologie zařízení používaná v aplikacích vysokovýkonných RF výkonových zesilovačů pro frekvence od 1 MHz na více než 3,5 GHz, a je dominantní RF napájecí zařízení technologie pro celulární infrastrukturu.[14] Od roku 2012[Aktualizace]„RF LDMOS je přední technologie pro širokou škálu RF výkonových aplikací.[4] Od roku 2018[Aktualizace], LDMOS je de facto standard pro výkonové zesilovače v mobilních sítích, jako např 4G a 5G.[3][5]
Aplikace
Mezi běžné aplikace technologie LDMOS patří následující.
- Zesilovače — RF výkonové zesilovače,[2][3] audio výkonové zesilovače,[10] třída AB[4]
- Zvuková technologie — reproduktory, vysoká kvalita reprodukce zvuku (hi-fi) zařízení, veřejné oznámení (PA) systémy[10]
- Mobilní zařízení — mobilní telefony[3]
- Puls aplikace[4]
- Rádiová frekvence (RF) technologie - RF inženýrství (RF inženýrství), RF výkonové zesilovače[2][3]
- Bezdrátový technologie - bezdrátové sítě a digitální sítě[2][3]
RF LDMOS
Mezi běžné aplikace technologie RF LDMOS patří následující.
- Letectví a kosmonautika a obranná technologie[5] — vojenské aplikace[17]
- Poplach a bezpečnostní — bezpečnostní alarm[22]
- Avionika[23][18] — ADS-B transpondéry, identifikační přítel nebo nepřítel (IFF) transpondéry, sekundární přehledový radar (SSR), zařízení pro měření vzdálenosti (DME), Režim S. režim lokalizovaný na okraji (JILM), taktický datový odkaz (TDL),[18] airband[24]
- Spotřební elektronika[22]
- Záznam dat[25]
- Zařízení monitorování stavu (CM)[25]
- Detekce požáru[25]
- Detekce plynů — detektor oxidu uhelnatého (Detektor CO), metan detekce[25]
- Průmyslové, vědecké a lékařské pásmo (Pásmo ISM)[23][4] — urychlovače částic,[26][27] svařování,[27] spojitá vlna (CW) aplikace, lineární aplikace,[28] puls aplikace[18][17][28]
- Laser technologie - laserové ovladače,[26] laser na bázi oxidu uhličitého (CO.)2 laser)[29]
- Rádio technologie - komerční rádio, veřejné bezpečí rádio, námořní rádio,[21] amatérské rádio,[29] přenosné rádio,[25] širokopásmové připojení,[30] úzkopásmový[31]
- Milimetrová vlna (mmW) technologie[32]
- Mobilní rádio[23][33] — profesionální mobilní rádio, ruční tranzistorové rádio, analogové rádio, digitální rádio,[33] digitální mobilní rádio (DMR),[34] pozemní mobilní rádiový systém (LMRS),[24] soukromé mobilní rádio (PMR),[25] Pozemní dálkové rádio (TETRA)[33][27]
- Radar technologie[23][4] — L pásmo,[19][17] S band[19][31]
- Rádiová frekvence (RF) technologie - identifikace frekvence rádia (RFID)[21] RF plazma generátor[26]
- RF energie technologie[35][5][36] — osvětlení, lékařská technologie, sušení, automobilová elektronika[36]
- Topení — elektrické topení,[29] RF vytápění,[26][5] mikrovlnný ohřev[36]
- Kuchyňské spotřebiče — chytré spotřebiče,[5] pultová deska spotřebiče, kuchyňské spotřebiče,[37] RF vaření,[35][26][5] mikrovlnné vaření,[4] RF odmrazování,[26][5][37] mražené potraviny rozmrazování, mrazničky, ledničky, pece[37]
- Chytré osvětlení - RF osvětlení a bezdrátový spínač světla[4]
- Telekomunikace[23]
- Širokopásmové připojení[22] — mobilní širokopásmové připojení[33]
- Vysílání — ultra vysoká frekvence (UHF) vysílání,[22] FM vysílání[26][4][29]
- Mobilní sítě[14][5] — 2G, 3G,[2] Mezinárodní mobilní telekomunikace - 2000 (IMT),[30] Dlouhodobý vývoj (LTE),[38] 4G,[3][5] 5G,[3][5][38] 5G nové rádio (5G NR)[39][40]
- Vysoká frekvence (HF) komunikace - velmi vysoká frekvence (VHF),[26][4] ultra vysoká frekvence (UHF)[21][4]
- Mobilní hlas a datový provoz[5]
- Televize (TELEVIZE)[26] - VHF TV,[29] UHF TV, digitální televize (DTV), TV vysílač zařízení[22]
- Širokopásmové připojení a mobilní komunikace[21] — základnové stanice,[21][4][27] nouzová poloha indikující radiomaják (EPIRB), sonarové bóje, automatické odečty měřičů (AMR)[21]
- Bezdrátový technologie - mobilní komunikace, satelitní komunikace,[23] bezdrátová data modemy,[21] WiMAX[4]
- Poměr stojatých vln napětí (VSWR) aplikace[41][29] — plazmové leptání a synchrotrony[29]
Viz také
Reference
- ^ A b A. Elhami Khorasani, IEEE Electron Dev. Lett., Sv. 35, s. 1079-1081, 2014
- ^ A b C d E F Baliga, Bantval Jayant (2005). Silicon RF Power MOSFETY. World Scientific. s. 1–2. ISBN 9789812561213.
- ^ A b C d E F G h i Asif, Saad (2018). Mobilní komunikace 5G: koncepty a technologie. CRC Press. p. 134. ISBN 9780429881343.
- ^ A b C d E F G h i j k l m n Theeuwen, S. J. C. H .; Qureshi, J. H. (červen 2012). „Technologie LDMOS pro vysokofrekvenční výkonové zesilovače“ (PDF). Transakce IEEE na mikrovlnné teorii a technikách. 60 (6): 1755–1763. Bibcode:2012ITMTT..60.1755T. doi:10.1109 / TMTT.2012.2193141. ISSN 1557-9670. S2CID 7695809.
- ^ A b C d E F G h i j k l m „Produkty a řešení LDMOS“. NXP Semiconductors. Citováno 4. prosince 2019.
- ^ van Rijs, F. (2008). „Stav a trendy silikonových technologií PA základnové stanice LDMOS, které jdou nad rámec aplikací v pásmu 2,5 GHz“. Radio and Wireless Symposium, 2008 IEEE. Orlando, FL. str. 69–72. doi:10.1109 / RWS.2008.4463430.
- ^ RE Harris (1967). "Double Diffused MOS Transistor". International Electron Devices Meeting, IEEE: 40.
- ^ Tarui, Y .; Hayashi, Y .; Sekigawa, Toshihiro (září 1969). „Diffusion Self-Aligned MOST; a New Approach for High Speed Device“. Sborník z 1. konference o zařízeních v pevné fázi. doi:10,7567 / SSDM.1969.4-1. S2CID 184290914.
- ^ McLintock, G. A .; Thomas, R. E. (prosinec 1972). "Modelování dvojitě rozptýlených MOSTů se samy nastavenými branami". 1972 Mezinárodní setkání elektronových zařízení: 24–26. doi:10.1109 / IEDM.1972.249241.
- ^ A b C Duncan, Ben (1996). Vysoce výkonné zvukové výkonové zesilovače. Elsevier. str.177-8, 406. ISBN 9780080508047.
- ^ T.P. Cauge; J. Kocsis (1970). "Dvojitě rozptýlený MOS tranzistor s mikrovlnným ziskem a rychlostí přepínání v subnanosekundě". IEEE Int. Setkání elektronových zařízení.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
- ^ T.P. Cauge; J. Kocsis; H.J Sigg; G. D. Vendelin (1971). „Dvojitě rozptýlený MOS tranzistor dosahuje mikrovlnného zisku (MOS tranzistory pro vysokou digitální logickou rychlost a mikrovlnný výkon, diskutují o výrobě dvojitou difúzí“. Elektronika. 44: 99–104.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
- ^ H.J Sigg; G.D. Vendelin; T.P. Cauge; J. Kocsis (1972). "D-MOS tranzistor pro mikrovlnné aplikace". Transakce IEEE na elektronových zařízeních. 19 (1): 45–53. Bibcode:1972ITED ... 19 ... 45S. doi:10.1109 / T-ED.1972.17370.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
- ^ A b C „Bílá kniha - 50V RF LDMOS: Ideální technologie RF energie pro ISM, rozhlasové a komerční letecké aplikace“ (PDF). NXP Semiconductors. Freescale Semiconductor. Září 2011. Citováno 4. prosince 2019.
- ^ Baliga, Bantval Jayant (2005). Silicon RF Power MOSFETY. World Scientific. p. 71. ISBN 9789812561213.
- ^ Draxler, P .; Lanfranco, S .; Kimball, D .; Hsia, C .; Jeong, J .; De Sluis, J .; Asbeck, P. (2006). "Vysoce účinný zesilovač sledování obálek LDMOS pro W-CDMA". 2006 IEEE MTT-S International Mikrowave Symposium Digest. str. 1534–1537. doi:10.1109 / MWSYM.2006.249605. ISBN 978-0-7803-9541-1. S2CID 15083357.
- ^ A b C "Radar v pásmu L". NXP Semiconductors. Citováno 9. prosince 2019.
- ^ A b C d "Avionika". NXP Semiconductors. Citováno 9. prosince 2019.
- ^ A b C „RF Aerospace and Defense“. NXP Semiconductors. Citováno 7. prosince 2019.
- ^ A b „Komunikace a elektronická válka“. NXP Semiconductors. Citováno 9. prosince 2019.
- ^ A b C d E F G h „Mobilní a širokopásmové komunikace“. ST mikroelektronika. Citováno 4. prosince 2019.
- ^ A b C d E F „470-860 MHz - UHF Broadcast“. NXP Semiconductors. Citováno 12. prosince 2019.
- ^ A b C d E F "RF LDMOS tranzistory". ST mikroelektronika. Citováno 2. prosince 2019.
- ^ A b „28 / 32V LDMOS: Technologie IDDE zvyšuje účinnost a robustnost“ (PDF). ST mikroelektronika. Citováno 23. prosince 2019.
- ^ A b C d E F „AN2048: Poznámka k aplikaci - PD54008L-E: 8 W - 7 V LDMOS v paketech PowerFLAT pro bezdrátové aplikace odečtu měřičů“ (PDF). ST mikroelektronika. Citováno 23. prosince 2019.
- ^ A b C d E F G h i j k „ISM a vysílání“. ST mikroelektronika. Citováno 3. prosince 2019.
- ^ A b C d „700–1300 MHz - ISM“. NXP Semiconductors. Citováno 12. prosince 2019.
- ^ A b „2 450 MHz - ISM“. NXP Semiconductors. Citováno 12. prosince 2019.
- ^ A b C d E F G h „1–600 MHz - vysílání a ISM“. NXP Semiconductors. Citováno 12. prosince 2019.
- ^ A b „28/32 V LDMOS: Nová technologie IDCH zvyšuje výkon RF až na 4 GHz“ (PDF). ST mikroelektronika. Citováno 23. prosince 2019.
- ^ A b "Radar S-Band". NXP Semiconductors. Citováno 9. prosince 2019.
- ^ „RF celulární infrastruktura“. NXP Semiconductors. Citováno 7. prosince 2019.
- ^ A b C d „RF mobilní rádio“. NXP Semiconductors. Citováno 9. prosince 2019.
- ^ "UM0890: Uživatelská příručka - dvoustupňový vysokofrekvenční výkonový zesilovač s LPF na základě výkonových tranzistorů PD85006L-E a STAP85050" (PDF). ST mikroelektronika. Citováno 23. prosince 2019.
- ^ A b „RF vaření o frekvenci 915 MHz“. NXP Semiconductors. Citováno 7. prosince 2019.
- ^ A b C Torres, Victor (21. června 2018). „Proč je LDMOS nejlepší technologií pro RF energii“. Microwave Engineering Europe. Dostatek. Citováno 10. prosince 2019.
- ^ A b C "RF odmrazování". NXP Semiconductors. Citováno 12. prosince 2019.
- ^ A b „RF celulární infrastruktura“. NXP Semiconductors. Citováno 12. prosince 2019.
- ^ „450 - 1 000 MHz“. NXP Semiconductors. Citováno 12. prosince 2019.
- ^ „3400 - 4100 MHz“. NXP Semiconductors. Citováno 12. prosince 2019.
- ^ "HF, VHF a UHF Radar". NXP Semiconductors. Citováno 7. prosince 2019.