Ldmos транзистор что такое

Ldmos транзистор что такое

В данной статье описываются преимущества использования LDMOS (Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductors) усилителей на примере использования подобных приборов от Philips Semiconductor в мощных авиационных транспондерах. Если сравнивать устройства, выполненные по технологии LDMOS, с устройствами, выполненными по биполярной технологии, по таким важным характеристикам, как усиление, линейность, тепловые режимы, переключающие свойства, число элементов схемы, сразу становится очевидным преимущество первых.

Под крылом самолета

В результате непрерывного роста числа авиаперевозок увеличиваются требования к безопасности и эффективности аппаратуры управления авиаперевозками, что, соответственно, влияет на конструкцию транспондеров. Традиционные наземные системы управления авиационным движением легко обеспечивают безопасный взлет и посадку самолетов, однако не могут справиться с обработкой данных в реальном времени, необходимой для систем предотвращения столкновений воздушных судов (traffic collision avoidance systems — TCAS). Находясь на борту каждого военного или гражданского самолета, транспондеры обмениваются информацией о координатах воздушного судна, его скорости и высоте полета с другими самолетами, находящимися в данном районе. Данные, предоставляемые транспондерами, помогают пилотам безопасно прокладывать свой путь. Кроме того, экипажам в этом помогают многие другие системы: погодные радары, системы измерения дальности, системы навигации и связи.

Рис. 1. Типичная зависимость выходной мощности от входной у 200-ваттного транзистора

В то время как число систем обеспечения безопасности полета растет, фактор минимизации размеров начинает играть главную роль при решении задачи размещения большого числа аппаратуры в ограниченном объеме. В связи с тем, что TCAS использует тот же самый диапазон частот, что и другие системы обеспечения безопасности полета, объединение нескольких сходных по назначению блоков в один стало наиболее часто применяемым конструкторским решением. Применение подобного решения позволяет снизить размер и массу оборудования. Упрощается процесс установки оборудования и его обслуживание. Также уменьшается количество источников питания и соответствующих цепей, увеличивается эффективность работы устройства. Использование одного универсального устройства позволяет снизить затраты на покупку, установку и обслуживание.

Рис. 2. Зависимость усиления и эффективности работы LDMOS-устройства от выходной мощности при значении тока в рабочей точке 150 мА

При работе с несколькими несущими частотами важно сохранение хорошей формы импульса сигнала. Здесь начинают играть роль такие факторы, как переходные процессы, линейность, компрессия сигнала. Иногда применяют пониженное напряжение питания для увеличения эффективности работы устройства и уменьшения тепловыделения. Данная статья освещает новые приборы, выполненные по технологии LDMOS (LDMOST), применение которых резко улучшает характеристики микроволновых усилителей мощности, установленных в транспондерах системы TCAS. Мы сравним усилитель мощности, выполненный на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общей базой и работающим в классе «С», с усилителем, выполненным по LDMOS-технологии.

Рис. 3. Зависимость выходной мощности LDMOS-устройства от напряжения затвор—исток при мощности входного сигнала 7,95 Вт на частоте 1030 МГц

Хотя LDMOS-технология изначально создавалась для применения в приборах базовых станций сетей GSM и PCS, ее небольшое изменение позволило использовать ее также и в авиации.

Характеристики устройства

До настоящего момента усилители разрабатывались на биполярных транзисторах, что влекло за собой множество проблем. Одним из основных требований, предъявляемых к усилителю, является стабильность усиления в рабочем диапазоне частот. Типичная зависимость выходной мощности от входной у 200-ваттного биполярного транзистора для авиационного применения представлена на рис. 1. Легко заметить, что усиление транзистора изменяется в зависимости от мощности входного сигнала. Очевидно, что использование подобного транзистора скажется отрицательным образом на качестве всего прибора в целом.

Рис. 4. Зависимость усиления LDMOS-устройства от выходной мощности при различных значениях тока покоя Idq

Прибор, построенный на основе LDMOS-транзистора, не имеет подобных недостатков. Вообще приборы подобного класса показывают хорошую линейность в широком динамическом диапазоне. Рис. 2 показывает зависимость усиления и эффективности работы прибора от выходной мощности. Как видно из этого графика, LDMOS-транзистор при мощности 200 Вт далек от насыщения, динамический диапазон составляет более 30 дБ. Более того, усиление транзистора составляет 14 дБ по сравнению с 8 дБ у биполярного транзистора. Применение подобного прибора позволило уменьшить число компонентов схемы усилителя и уменьшить площадь его печатной платы.

Рис. 5. Форма входного и выходного импульса в LDMOS-устройстве (в режиме переключения)

Технология LDMOS обладает еще одним важным преимуществом — отличной термостабильностью, которая достигается за счет отрицательного температурного коэффициента, обусловленного технологией изготовления кристалла. Перегрев не столь критичен для этих приборов. Прекрасная выносливость устройства (КСВ

Ldmos транзистор что такое

Мощные СВЧ LDMOS‑транзисторы для рабочих частот до 3 ГГц
Р. Алексеев 1, А. Цоцорин, к. ф.-м. н.2, М. Черных, к. т. н.3
В АО «Научно-­исследовательский институт электронной техники» (АО «НИИЭТ») – ​одном из отечественных лидеров разработчиков и производителей отечественных СВЧ‑изделий и интегральных микросхем, проведена модернизация LDMOS‑технологии и создано новое поколение мощных СВЧ LDMOS‑транзисторов для рабочих частот до 3 ГГц с улучшенными эксплуатационными характеристиками.

LDMOS‑технология (Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductors) уже сравнительно давно зарекомендовала себя на рынке мощных СВЧ кремниевых транзисторов, применяемых в базовых станциях сотовой системы радиосвязи, радиопередатчиков P-, L-, S‑диапазонов частот, РЛС наземного и воздушного базирования, систем навигации и др. И даже несмотря на рост объемов производства приборов на основе более перспективных полупроводниковых материалов, например нитрида галлия, кремниевые LDMOS‑транзисторы продолжают сохранять традиционно сильные позиции в целом ряде областей благодаря отлаженности технологических процессов и высокому соотношению цена-качество. Это подтверждается тем, что ведущие зарубежные производители электронной компонентной базы продолжают развивать LDMOS‑технологию, повышают диапазон рабочих частот до 4 ГГц, включая WiMax [1], и предлагают потребителям изделия уже 10-го поколения [2].

Также как и зарубежные лидеры в области микроэлектроники, АО «НИИЭТ» проводит за счет собственных средств инициативные работы по совершенствованию LDMOS‑технологии с внедрением новейших конструктивно-­технологических решений. Работа проводится на технологической линии кристального производства ПАО «Микрон».

Было проведено усовершенствование ключевых конструктивных элементов транзисторной структуры, их описание и микрофотография поперечного сечения готовой транзисторной структуры представлены на рис. 1.

Увеличение толщины термически выращенного оксида кремния над дрейфовой областью стока. Слой оксида кремния над LDD дрейфовой областью стока (LDD – ​Lightly Doped Drain) представляет собой суперпозицию двух слоев: первый слой выращен путем термического окисления, второй слой получен осаждением из газовой фазы при умеренных температурах.

Недостатком осажденного слоя является относительно большая плотность дефектов, которая приводит к возникновению значительной концентрации ловушек на границе двух слоев. Такие ловушки (нестабильный положительный заряд) способны оказывать значительное влияние на стабильность протекающего через LDD‑область тока. В новой конструкции толщина термического окисла была увеличена, что позволило отдалить границу раздела диэлектрических слоев от поверхности кремния и снизить влияние межслойных зарядов.

Внедрение двухуровневого полевого электрода. Классическая архитектура LDMOS‑транзистора предполагает использование полевого электрода (ПЭ) двух типов: близкорасположенного к поверхности кремния с малым перекрытием LDD‑области для относительно низковольтных приборов и протяженного высокорасположенного, применяемого в высоковольтных изделиях [3]. Проведенные исследования [4, 5] показали, что при оптимальной конструкции эти два типа ПЭ могут быть построены таким образом, чтобы получить положительный синергетический эффект. В новой конструкции ПЭ выполняется двухуровневым. Первый уровень формируется из нитрида титана вблизи затвора транзистора с небольшой протяженностью перекрытия LDD‑области, в то время как верхний уровень располагается на поверхности первого межслойного диэлектрика. Данная конструкция позволяет добиться увеличения напряжения пробоя сток-исток (Uпроб СИ) и уменьшения сопротивления сток-исток в открытом состоянии (RСИ). Конструкция двухуровневого полевого электрода приведена на рис. 2.

Увеличение толщины верхнего токонесущего слоя металла. При конструировании мощных приборов критичным фактором является площадь сечения металлизации стока (ширина токоведущих шин при фиксированной толщине), обеспечивающей высокий уровень тока стока, определяемый предельной плотностью тока в металле. В то же время большая площадь металлизации сказывается на уровне паразитных межэлектродных емкостей.

Конструктивно-­технологические усовершенствования, реализованные на кристальном производстве в ПАО «Микрон», дали возможность увеличить толщину металлизации, что позволило уменьшить ширину токоведущих шин при сохранении необходимой площади сечения металлизации.

Внедрение описанных усовершенствований позволило добиться следующих улучшений: увеличить удельную мощность на единицу периметра затвора; повысить пробивное напряжение сток-исток при уменьшении сопротивления сток-исток в открытом состоянии; увеличить стойкость транзисторной структуры в части срыва паразитного биполярного транзистора во вторичный пробой; повысить коэффициент полезного действия стока и повысить коэффициент усиления по мощности.

Усовершенствование LDMOS‑технологии прошло успешное опробование. Для сравнения были взяты транзисторные кристаллы, выполненные по усовершенствованной технологии (Транзистор 1, кристалл 1), и кристаллы предыдущего поколения, но аналогичного форм-фактора с тем же самым периметром затвора (Транзистор 2, кристалл 2). Конструкции транзисторов, изготовленных из кристаллов 1 и 2 были идентичны. Сравнение статических параметров транзисторов приведено в табл. 1, сравнение энергетических параметров транзисторов приведено в табл. 2. Измерения энергетических параметров были проведены по методу согласованной нагрузки в следующем режиме: UСИ = 50 В, fтест = 860 МГц, Q = 10, τ = 300 мкс.

Кроме того, на транзисторах 1 и 2 был проведен тест на устойчивость паразитного биполярного транзистора к вторичному пробою. В рамках исследований на сток транзистора подавалось напряжение, превышающее Uпроб, с целью определения уровня тока, при котором происходит вторичный пробой паразитного биполярного транзистора (рис. 3). Срыв во вторичный пробой на транзисторах 1 не наблюдался.

* * *
В АО «НИИЭТ» разработано новое поколение мощных СВЧ LDMOS‑транзисторов с улучшенными эксплуатационными характеристиками: пробивное напряжение сток-исток, сопротивление сток-исток в открытом состоянии, ток стока насыщения, удельная выходная мощность, коэффициент усиления по мощности и коэффициент полезного действия стока. Кроме того, устранение эффекта срыва паразитного биполярного транзистора во вторичный пробой в значительной мере повышает надежность приборов и аппаратуры в целом. Испытание транзисторов с модернизированной конструкцией и доработанной технологией полностью подтвердило расчетные данные, что открывает широкие возможности для дальнейшего развития отечественной СВЧ‑электроники.

NXP: MRF1K50N — широкополосный радиочастотный силовой LDMOS-транзистор с мощностью непрерывного сигнала 1500 Вт, напряжением сток-исток 50 В и диапазоном рабочих частот от 1.8 МГц до 500 МГц

Высоконадежный N-канальный MOSFET-транзистор с вертикальной структурой, работающий в режиме обогащения.

Новые транзисторы MRF1K50N/MRF1K50GN с увеличенной прочностью конструкции обеспечивают высокий коэффициент стоячей волны по напряжению (VSWR) и разработаны для применения в промышленном, научном и медицинском оборудовании (ISM), радиостанциях, широковещательных телевизионных системах СВЧ диапазона, спутниковых приемопередатчиках и мобильных устройствах беспроводной связи. Несогласованные вход и выход транзистора обеспечивают достаточную гибкость применения в широком диапазоне рабочих частот от 1.8 МГц до 500 МГц.

• Комментарии отключены
• Рубрика: Freescale, NXP

Freescale Semiconductor: AFIC10275N — интегральное радиочастотное устройство высокой мощности для ответчиков системы опознавания (транспондеров)

Автор: admin

Широкополосные интегральные усилители на основе LDMOS-транзисторов с выходной мощностью 250 Вт, напряжением питания 50 В, рассчитанные на диапазон частот от 978 МГц до 1090 МГц.

Двухкаскадные радиочастотные микросхемы авиационного применения AFIC10275N и AFIC10275GN разработаны для построения схем транспондеров, работающих в диапазоне частот от 978 МГц до 1090 МГц.
Устройства подходят для использования в импульсном режиме, например, в транспондерах с режимом работы Mode S для систем автоматического зависимого наблюдения-вещания (ADS-B).

• Комментарии отключены
• Рубрика: Freescale

Freescale Semiconductor: MRFE6VP61K25H/N — сверхнадежный радиочастотный LDMOS-транзистор мощностью 1250 Вт с напряжением сток-исток 50 В и рабочим диапазоном частот от 1 МГц до 600 МГц

Автор: admin

Новые LDMOS-транзисторы от компании Freescale предназначены для вновь создаваемых приложений и могут увеличивать надёжность и характеристики уже существующих систем.

Компания Freescale расширила линейку мощных LDMOS-транзисторов для использования в диапазоне частот до 2000 МГц. MRFE6VP61K25H/N представляет собой высоконадёжный компонент, разработанный для применения в промышленных системах с высоким коэффициентом стоячей волны по напряжению (VSWR) – лазерах и возбудителях плазмы, радиовещании – аналоговом и цифровом, аэрокосмической отрасли и системах наземной мобильной связи. Благодаря несогласованности входной и выходной цепи, транзистор может работать в широком диапазоне частот – от 1.8 МГц до 600 МГц.

• Комментарии отключены
• Рубрика: Freescale

Freescale Semiconductor: AFT05MS004N — радиочастотный LDMOS транзистор серии Airfast мощностью 4 Вт для персональных систем подвижной радиосвязи и измерительных приборов

Автор: admin

Компания Freescale расширяет линейку транзисторов серии Airfast для наземных систем радиосвязи новым устройством — AFT05MS004N — высоконадежным транзистором мощностью 4 Вт, выполненным в недорогом пластиковом корпусе SOT-89.

AFT05MS004N разработан для использования в портативных приёмно-передающих радиостанциях частотного диапазона от 136 МГц до 941 МГц. Благодаря высокому коэффициенту усиления, надежной конструкции и широкой полосе пропускания транзистор идеально подойдёт для усилителей по схеме с общим истоком, обрабатывающих большие уровни сигнала, в портативных радиостанциях.

• Комментарии отключены
• Рубрика: Freescale

NXP: BLS7G3135L(S)-350P — мощный LDMOS-транзистор для радарных систем S-диапазона

Автор: admin

Силовой LDMOS-транзистор мощностью до 350 Вт для радарных установок, работающих в диапазоне частот от 3.1 ГГц до 3.5 ГГц.

Новый транзистор объединяет в себе плотность мощности биполярной структуры и преимущества LDMOS-технологии и предназначен для работы в радарных установках S-диапазона. Использование промышленной LDMOS-технологии и передовой конструкции корпуса позволяют создавать лучшие в своём классе по производительности и надёжности транзисторы.

• Комментарии отключены
• Рубрика: NXP

Freescale Semiconductor: MRFE6VP5300N — новый радиочастотный транзистор мощностью 300 Вт в высоконадежном исполнении

Автор: admin

Радиочастотные LDMOS транзисторы компании Freescale в недорогих пластиковых корпусах обеспечивают высокую надёжность приложений с жесткими требованиями к стоимости решения и тяжёлыми условиями эксплуатации.

Транзисторы MRFE6VP5300NR1 и MRFE6VP5300GNR1 (версия в корпусе «крыло чайки») разработаны для использования в промышленной и медицинской технике (включая лазеры и нагревательные элементы), устройствах телерадиовещания FM и VHF диапазона, средствах космической и наземной мобильной связи. Они могут работать в широком диапазоне частот – от 1.8 до 600 МГц. Благодаря исключительной устойчивости приборов (коэффициент стоячей волны по напряжению 65:1) они пригодны для использования в особо тяжёлых условиях.

• Комментарии отключены
• Рубрика: Freescale

Freescale Semiconductor: Мощные LDMOS-транзисторы в воздухонепроницаемом корпусе для широкополосных радиочастотных приложений

Автор: admin

Мощные транзисторы, сочетающие в себе стабильность работы, высокий коэффициент усиления и прочность конструкции

Передовая технология производства LDMOS-транзисторов компании Freescale идеально подходит для разработки мощных радиочастотных усилителей, работающих во всех основных диапазонах частот с применением различных видов модуляции.

Новые LDMOS-транзисторы могут применяться в портативных радиосистемах с напряжении питания от 7.5 В и мобильных устройствах с напряжением питания от 12.5 В, сохраняя при этом высокую стойкость к статическим разрядам. Транзисторы на основе нитрида галлия (GaN) способны работать при напряжении питания от 28 В. Последние (например, AFG30S010N) предназначены для применения в многодиапазонных приложениях и позволяют избежать использования больших и сложных или даже нескольких радиочастотных трактов. В целом предлагаемые решения предоставляют большой творческий потенциал для разработчиков наземных мобильных приложений.

• Комментарии отключены
• Рубрика: Freescale

NXP: BLP7G22-10 — недорогой LDMOS транзистор мощностью 10 Вт с чрезвычайно широкой полосой пропускания

Автор: admin

Компания NXP представляет новый широкополосный силовой LDMOS-транзистор мощностью 10 Вт в миниатюрном пластиковом 12-выводном корпусе HVSON.

BLP7G22-10 ориентирован на применение в базовых станциях сетей беспроводной связи и поддерживает работу в диапазоне частот от 700 МГц до 2700 МГц. Новый широкополосный транзистор доступен в недорогом компактном пластиковом корпусе, что позволяет снизить затраты на реализацию конечного решения.

• Комментарии отключены
• Рубрика: NXP

NXP Semiconductor: BLF8G27LS-100V — новое восьмое поколение LDMOS-усилителей радиочастоты для использования в беспроводных инфраструктурах

Автор: admin

Проверенная временем инновационная технология LDMOS компании NXP увеличивает КПД усилителей Доэрти на 3 пункта и улучшает коэффициент усиления на 1 дБ.

BLF8G27LS-100V – это широкополосный (на диапазон частот 2.5…2.7 ГГц) оконечный усилитель мощностью 100 Вт, обеспечивающий высококачественное усиление в диапазоне видеочастот для современных базовых станций с многорежимной работой на нескольких несущих частотах. Разработанный компанией NXP LDMOS-процесс 8-го поколения позволяет получить высокие КПД усилителя и надёжность. Высокая эффективность усилителя позволяет добиться высоких рабочих характеристик даже в схемах, основанных на архитектуре Доэрти.

• Комментарии отключены
• Рубрика: NXP

NXP Semiconductors: BLF2425M7L(S)140 — новый высокоэффективный радиочастотный LDMOS- транзистор мощностью 140 Вт для нелицензируемого диапазона частот (ISM) 2.45 ГГц

Автор: admin

Новый одноканальный транзистор BLF2425M7L(S)140 в керамическом корпусе, созданный на основе технологии Si-LDMOS компании NXP Semiconductors, предназначен для применения в приложениях с нелицензируемым диапазоном частот 2.45 ГГц (полоса частот для промышленного, научного и медицинского применения — ISM).

Устройство является 140-ваттным представителем обширного семейства мощных радиочастотных транзисторов компании NXP Semiconductors с рабочим диапазоном частот 2.45 ГГц. Как и другие мощные СВЧ устройства компании NXP, BLF2425M7L(S)140 отвечает требованиям потребителей в части энергоэффективности, высокой производительности и надежности, обеспеченными применением современных полупроводниковых технологий, таких как LDMOS.

• Комментарии отключены
• Рубрика: NXP

МОЩНЫЕ СВЧ LDMOS-ТРАНЗИСТОРЫ ДЛЯ БЕСПРОВОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ (ОБЗОР) Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Кузнецов Евгений Васильевич, Шемякин Александр Валерьевич

Проанализированы области применения, структура, технология производства и корпусировки мощных СВЧ LDMOS-транзисторов, а также основные достоинства данных приборов. Базовые физические параметры и некоторые технологические факторы согласованы для оптимального функционирования устройства.A huge expansion of the wireless infrastructure market and its high-linearity requirements have caused, over the recent 10 years, an appearance and further development of the silicon-based RF LDMOS power transistors with the lateral channel diffusion (LDMOSFET), with an impressive operation stability performance of up to 3.5 — 4 GHz range. Nowadays RF LDMOS technology is widely called for in such fields as the avionics, military and wireless networks applications, it has some advantages concerning a number of the parameters compared to the bipolar technology. The main merits of RF LDMOS Power Transistors, their basic physical parameters have been described, and, also, certain technological factors have been correlated with fabrication of the device optimal functioning.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Кузнецов Евгений Васильевич, Шемякин Александр Валерьевич

МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МОЩНОГО СВЧ LDMOS-ТРАНЗИСТОРА
РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЕМЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ БИПОЛЯРНЫХ СТАТИЧЕСКИХ ИНДУКЦИОННЫХ ТРАНЗИСТОРОВ

Разработка управляемых выпрямителей на основе биполярных со статической индукцией транзисторов (БСИТ)

Сравнение устойчивости карбид-кремниевых MESFET и кремниевых LDMOS мощных СВЧ-транзисторов к гамма-излучению

«Пропорционально-насыщенное» управление биполярными транзисторами со статической индукцией в устройствах силовой электроники

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «МОЩНЫЕ СВЧ LDMOS-ТРАНЗИСТОРЫ ДЛЯ БЕСПРОВОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ (ОБЗОР)»

щими фирмами-производителями (NXP, ST Microelectronic, Infineon и т.д.) анонсируются следующие типовые эксплуатационные характеристики для дискретных RF LDMOS-транзисторов: достигаемая удельная мощность [8] порядка 0,82 Вт/мм, достигаемое при этом усиление 14,5 дБ, пиковая эффективность 52%. Также можно встретить изделия с более высокой удельной мощностью — до 0,9 и даже 1,0 Вт/мм, усилением до 16,5 дБ, пиковой эффективностью 62% [9]. Приведенные электрофизические параметры взяты из сопровождающих изделия справочных листов фирм-производителей, образцы данной продукции предлагались в 2007 г. В настоящее время происходит улучшение этих параметров с каждым новым поколением LDMOS-транзистора.

Выигрыш в линейности усилителя [10, 11], построенного на базе LDMOS-технологии, является приоритетным для использования прибора в базовых станциях сотовой связи и беспроводных компьютерных сетях передачи информации (Wireless Networks). LDMOS-транзисторы также неплохо зарекомендовали себя в авиарадарах S- и L-диапазонов, а оптимизация работы усилителя для класса B положила начало вытеснению биполярных устройств с рынка технологий по производству радарной техники. Препятствием к дальнейшему развитию биполярной технологии для радиочастотного применения наряду с электрофизическими параметрами является проигрыш в технологичности производства данного класса приборов, так как LDMOS-технология является более дешевой и легче воспроизводимой.

Конструктивно n-LDMOS-транзистор представляет собой трехполюсник, выполненный на эпитаксиальной подложке с высокоомным ~ 6-8 Ом-см эпитаксиальным слоем, контактами к областям стока, затвора и имеющий объединенный с истоком контакт к подложке (см. рис.1). Целью объединения области истока с подложкой служит минимизация входной индуктивности и, как следствие, достижение высоких значений коэффициента усиления мощности. Кроме того, уменьшение количества контактов у прибора также способствует его более легкой интеграции, уменьшает количество проволочных межсоединений в корпусе кристалла и способствует упрощению процесса расчета калибровочных емкостей и сопротивлений. Частотные свойства транзистора улучшаются (возрастают f и fmax) с уменьшением длины канала, которая обеспечивается боковой диффузией примеси р-типа под поликремниевый затвор транзистора (область р-well (р-карман) на рис.1). При этом также возрастает и крутизна, однако чрезмерное уменьшение захода области кармана под затвор может привести к появлению выраженной короткоканальности, возникновению токов утечки и другим нежелательным эффектам. Область р-sinker служит для создания надежного и низкоомного контакта к подложке. Еще на стадии проектирования необходим точный расчет условий, при которых произойдет гарантированное смыкание областей подложки и внедряемой примеси с минимальной концентрацией бора на переходе ~3-18 ат/см3, так как спад концентрации бора в области границы между р-sinker и р-подложкой приведет к возрастанию входного сопротивления и, как следствие, более низкой удельной мощности прибора, а также к уменьшению крутизны допорогового участка проходной ВАХ транзистора. В основу функционирования LDMOS-транзистора также заложен эффект уменьшения поверхностного электрического поля в области стока — resurf-эффект (Reduse Surface Field) [12, 13]. Для этого область стока разделяют на две подобласти — непосредственно п-сток и п -resurf. Использование данного приема приводит к тому, что низколегированная область (п-resurf) при наличии даже малого потенциала, приложенного к стоковому электроду, успевает обедняться до наступления ударной ионизации. Распределение электрического поля в структуре при этом носит «вытянутый» симметричный характер вдоль линии стока, и пробивное напряжение транзистора увеличивается.

Использование гевшгТ-принципа коренным образом отличает СВЧ МОП-транзистор от обычных МОП-транзисторов, используемых в низковольтных быстродействующих элементах — процессорах, схемах логической памяти и т.д. В схеме появляется возможность повышения напряжения питания до нескольких десятков и даже сотен вольт [14, 15]. Для реализации ге-БшгГ-эффекта необходим расчет конструкции стоковой области прибора с достижением компромисса между значениями выходного сопротивления, длины области и пробивного напряжения. Также при этом необходимо подбирать толщину эпитаксиальной пленки таким образом, чтобы пробой при оптимизированной геометрии и профиле легирующей примеси и-геБшгГ области происходил непосредственно в этой области, а не через эпитаксиальную пленку (рис.2) [16].

Использование эпитаксиальных пластин налагает определенные ограничения на проведение температурных операций, в результате которых происходит диффузия бора из исходной подложки в эпитаксиальную пленку так, что при определенных условиях температурного режима бор может подойти вплотную к области перехода и-геБшгТ/эпитаксиальная пленка. В данном случае это приведет к снижению пробивного напряжения. Падение пробивного напряжения обусловлено изменением градиента концентрации примеси в ^-и-переходе и может достигать десятков вольт.

ЬВМОБ-транзисторы делятся на две основные категории с учетом особенности их конструкции: без платы Фарадея и с платой (рис.3 и 4). При этом есть различия и по выполнению платы Фарадея: она может быть сконструирована как продолжение истоко-вого контакта, полностью перекрывающей область затвора, а также изолированной, частично перекрывающей затвор и не подключенной ни к одной шине — «оборванный» вариант платы.

Оба варианта исполнения ЬБМОБ-транзистора с различной конструкцией платы Фарадея показаны на рис.4. Структура, показанная на рис.3, относится к начальным поколениям ЬБМОБ-транзисторов. Плата Фарадея появилась в промышленных образцах позднее. Эти конструкции более перспективны, так как наличие платы позволяет улучшить часть важных электрофизических параметров структуры, в частности позволяет уменьшить выходную емкость затвор-сток Сё& а также в случае с «оборванным» вариантом снижать инжекцию «горячих электронов» из стоковой области в затвор транзистора. Снижение выходной емкости позволяет достигать более высоких значе-