Alapfogalom
Az LDMOS az oldalirányban szórt fém-oxid félvezető rövidítése. Ez egy félvezető technológia, amelyet rádiófrekvenciás energiaellátási alkalmazásokhoz terveztek, és szilíciumhordozóra gyártják.
Leegyszerűsítve egyfajta tranzisztorként értelmezhető, amely „nehéz munkát” tud végezni, különösen jól működik nagy-frekvenciás és nagy{1}}teljesítményű körülmények között.
1. Mi ez? Alapelvek és szerkezeti jellemzők
Az LDMOS egyfajta MOSFET, de a szerkezetét speciálisan a nagy áttörési feszültség és a nagyfrekvenciás teljesítmény elérése érdekében optimalizálták.
A nevében szereplő „vízszintes diffúzió” felfedi a kulcsot:
Keresztirányú: Az áram vízszintesen folyik a tranzisztoron belül (a forrástól a lefolyóig, párhuzamosan a szilícium lapka felületével). Ez eltér egy másik áramáramlási iránytól, amelyet "függőleges" eszköznek neveznek.
Diffúzió: A gyártási folyamat során egy specifikus adalékolt régió (különösen a P-testrész) képződik a „diffúzió” nevű folyamatlépésen keresztül. Ez a diffúziós folyamat precíz koncentráció-gradienst hoz létre, ami a nagy teljesítmény elérésének kulcsa.
Az LDMOS fő szerkezeti jellemzői:
Drift zóna: A lefolyó és a csatorna között van egy enyhén adalékolt "drift zóna". Ez a terület az LDMOS sikerének esszenciája:
Funkció: Ellenáll a magas feszültségnek. Ha a tranzisztor ki van kapcsolva, a feszültség nagy része ezen a területen esik le, hogy megakadályozza az eszköz tönkremenetelét.
Előnyök: Lehetővé teszi, hogy az LDMOS magasabb tápfeszültség mellett működjön, ezáltal nagyobb teljesítményt adjon ki.
Szilícium-oxid szigetelés: A korai LDMOS rendszerint helyi oxidációs szigetelési technológiát használt a parazita kapacitás csökkentésére.
Aszimmetrikus szerkezet: Az LDMOS forrása, kapuja és lefolyója geometriailag nem szimmetrikus. Ez az egyik fő különbség az LDMOS és a szabványos szimmetrikus MOSFET között.
2. Főbb előnyei
Az ok, amiért az LDMOS évtizedek óta uralja a rádiófrekvenciás teljesítmény területén, számos kiemelkedő előnyének köszönhető:
Nagy teljesítményű: képes kezelni a nagy feszültségeket és áramokat, és több tíz watttól több kilowattig rádiófrekvenciás teljesítményt ad le.
Magas erősítés: Adott frekvencián nagy jelerősítési képességet tud biztosítani.
Jó linearitás: ez az egyik legkritikusabb előnye. A jó linearitás azt jelenti, hogy a jel torzítása kicsi, ami elengedhetetlen a modern komplex modulációs formátumokhoz (mint például a 4G/5G-ben használt OFDM) az adatátvitel minőségének és hatékonyságának biztosítása érdekében.
Nagy tartósság: ellenáll a durva terhelési feltételeknek (például terhelési eltérés), például ha az antenna megsérül, nem könnyű leégni.
Költséghatékonyság-: Az érett szilícium-eljárás alapján a költség sokkal alacsonyabb, mint a többi nagy-frekvenciás és nagy-teljesítményű technológia (például GaAs vagy GaN-on-SiC).
Egyetlen tápegység: általában csak egy pozitív tápfeszültség szükséges a működéshez, leegyszerűsítve az áramkör kialakítását.
3. Fő alkalmazási területek
Az LDMOS számos infrastrukturális alkalmazás fő ereje:
Mobilkommunikációs bázisállomások: Ez az LDMOS legnagyobb és legfontosabb piaca.
Makró bázisállomás teljesítményerősítő: Széles körben használják a 2G, 3G és 4G hálózatokban, különösen az 1,8 GHz és 2,2 GHz közötti frekvenciasávban.
5G masszív MIMO aktív antennaegység: Bár a GaN-versennyel szembesül a magas frekvenciasávban, az LDMOS továbbra is versenyképes választás a 6 GHz alatti sávban, például a 3,5 GHz-en.
Műsorszóró:
Az FM rádió és televízió műsorszórás teljesítményerősítő szakasza.
Ipari, tudományos és orvosi frekvenciasávok:
Áramforrásként használják plazmatermeléshez, rádiófrekvenciás fűtéshez, orvosi mikrohullámú ablációhoz és egyéb berendezésekhez.
Repüléstechnika és közbiztonság:
Radarban, rádiókommunikációs és egyéb rendszerekben használják.