與雙極型晶體管相比,LDMOS管的增益更高,LDMOS管的增益可達(dá)14dB以上,而雙極型晶體管在5~6dB,采用LDMOS管的PA模塊的增益可達(dá)60dB左右。這表明對(duì)于相同的輸出功率需要更少的器件,從而增大功放的可靠性。
LDMOS能經(jīng)受住高于雙極型晶體管3倍的駐波比,能在較高的反射功率下運(yùn)行而沒有破壞LDMOS設(shè)備;它較能承受輸入信號(hào)的過激勵(lì)和適合發(fā)射數(shù)字信號(hào),因?yàn)樗懈呒?jí)的瞬時(shí)峰值功率。LDMOS增益曲線較平滑并且允許多載波數(shù)字信號(hào)放大且失真較小。LDMOS管有一個(gè)低且無變化的互調(diào)電平到飽和區(qū),不像雙極型晶體管那樣互調(diào)電平高且隨著功率電平的增加而變化。這種主要特性允許LDMOS晶體管執(zhí)行高于雙極型晶體管二倍的功率,且線性較好。LDMOS晶體管具有較好的溫度特性溫度系數(shù)是負(fù)數(shù),因此可以防止熱耗散的影響。這種溫度穩(wěn)定性允許幅值變化只有0.1dB,而在有相同的輸入電平的情況下,雙極型晶體管幅值變化從0.5~0.6dB,且通常需要溫度補(bǔ)償電路。
LDMOS由于更容易與CMOS工藝兼容而被廣泛采用。LDMOS器件結(jié)構(gòu)如圖1所示,LDMOS是一種雙擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的功率器件。這項(xiàng)技術(shù)是在相同的源/漏區(qū)域注入兩次,一次注入濃度較大(典型注入劑量 1015cm-2)的砷(As),另一次注入濃度較小(典型劑量1013cm-2)的硼(B)。注入之后再進(jìn)行一個(gè)高溫推進(jìn)過程,由于硼擴(kuò)散比砷快,所以在柵極邊界下會(huì)沿著橫向擴(kuò)散更遠(yuǎn)(圖中P阱),形成一個(gè)有濃度梯度的溝道,它的溝道長度由這兩次橫向擴(kuò)散的距離之差決定。為了增加擊穿電壓,在有源區(qū)和漏區(qū)之間有一個(gè)漂移區(qū)。LDMOS中的漂移區(qū)是該類器件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,漂移區(qū)的雜質(zhì)濃度比較低,因此,當(dāng)LDMOS 接高壓時(shí),漂移區(qū)由于是高阻,能夠承受更高的電壓。圖1所示LDMOS的多晶擴(kuò)展到漂移區(qū)的場(chǎng)氧上面,充當(dāng)場(chǎng)極板,會(huì)弱化漂移區(qū)的表面電場(chǎng),有利于提高擊穿電壓。場(chǎng)極板的作用大小與場(chǎng)極板的長度密切相關(guān)。