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评估RF-LDMOS器件重要参数解析

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这个参数在具体测量 中由于是 一个 变量 与变 量的数学计算，
２ ． ２ Ｖ ｇ ｓ （ ｔ ｈ ） （ 棚源 阈值 电压 ／ 栅 源开启电压 ）
该参数表 征的是作为一个 电压控制 电流器件 的关键参数， 其
主要体现于器件核 心区域一导 电沟道 由于栅极 电压 的变化 ， 在掺 杂反型 区域 的传 导能 力。 在器 件 的使 用中， 需要参考 该值 以及应 用环境所需要 的工作 类型来妥善选取 。 下式为 Ｖ ｇ ｓ （ ｔ ｈ ） 的计算表达 公式 ：
场
这个直流参数 。
下式为 ｇ （ ｆ ｓ ］ 的计 算表 达 公 式 ：
在实 际应用 中在 电路开启和关断过程 中， 由于器件 内部寄生 的电感和 电容与 电路 寄生 的 电感和 电容 的共 同作用 ， 将产生一个
ｔ ，
必
溺 专 ； 五 篙 耋 耋 墓 塞
是
是 指 漏 极 电 流
２ ｏ１ ５． １ ９
参 数 反 应 的 是 器 件 的 一 些 本 征 特 质 以及 对 于 器 件 在 应 用 领 域 的 值 在 ｍ Ｑ 级别 ， 一 个 良好 的器 件 该 参数 一 定 会 是 越 小 越 好 。
一
些 限制 。
下式为 Ｒ ｄ ｏ ｎ的计算表达公式 ：
导能力 。 而 目前常用材料的热导系数都是 比较高 的， 如硅 ， 铝， 铜，
） ‰ ， 一 孥十 ２ Ｃ ｏ ｘ
的费米 能级 ， ％ 是 指栅氧化层 中界面 电荷密度 ， 是指栅氧化层
银， 金 以及 一些合金等 等， 这样 它们这些材 料的接触 面就成 了影
其 中‰ 是指 金属栅 与硅半 导体之 间的功函数差 ， 吩是指硅 响该参数的重要 因素 。 下式为 Ｒ Ｏ ： ｃ 的计算表达公式 ：
散热， 在这些热累积 的区域就往往是器件容易被烧毁的地方 。
３ Ｒ Ｆ — Ｌ Ｄ Ｍ Ｏ Ｓ器件 的电容特性 参数
３ ． １ 极间电容 （ 、 、 ）
热 的散发就会形 成一些点状或者片状 的块 ， 而不 是整 个封 装进行
２ ． ３ Ｒ ｄ ｏ ｎ （ 漏 源 导 通 电阻 ）
该参数表征 的是器件在完全开 启的状态下 ， 存在于漏源 之间
的 器 件 本 征 的直 流 电阻 （ 直流功耗 ） ， 一 个 良好 的器 件 的漏 电 流 一
那么对于测试设备 的计量精度有着较 高的要 求， 其测试值 的量级
一
般在几百个 ｍ ｓ到十几个 ｓ 。
２ ． ５ Ｒ ｏ ｊ ｃ （ 结 一壳热阻）
该 参数表征 的是器件在 工作时所产生 的热从核 心区域到应 用环境 的散 布途 径和散 布能 力。 这 主要 取决 于这个 途径 上使用 的材料 的热导系数和 使用材料 的厚度 以及 不同材料之 间的热传
其 中 嵇 是指 载流 子迁移 率 ， 是 指栅 氧化层 电容 ，ｗ ， Ｌ是
高于工作 电压 的尖峰脉冲 电压 ， 再加上射 频信号 的振 幅 ， 因此在 指栅 的宽度和长度 ，
是指落在 Ｍ Ｏ Ｓ单胞上的栅源 电压 ，
—
＿ Ｄ ｄ — 器 件设计 过程 中一般会考 虑将漏源反 向击 穿电压设定在 工作 电 指饱 和速 度一 一 Ｄ 压的两倍￣ Ｕ － －倍 ， 以确保器件在开 关电路过程中不会损坏 。
于Ｍ ０ Ｓ结构 的外延 （ ｅ ｐ ｉ ） 区域 ， Ｌ Ｄ Ｍ Ｏ Ｓ 器 件因为采用 Ｒ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ技术 ， 使雪崩击 穿点不会 发生在外延面上 ， 从而有效装与器件 的接触 电
电压 。 在器件 设计中这个耐压值 的选择 需要根据器件 的应用场合 阻， 电路与封装 的接 触电阻将 大大 的影响到性能 的发挥 以及器件
舢ｍ Ｒ。 ｎ 帆｝ ｔ 七 Ｒ。 Ｈ
２ ． １ Ｂ Ｖ ｄ ｓ ｓ （ 漏源反向击穿电压 ）
该 参 数 表 征 的 是漏 源 间 寄 生 二 极 管 反 向耐 压 值 ， 其 主 要 体 现
其 中 。 一 是 指 横 向 漂 移 区 电 阻 ， 是 指 完 全 开 启 后 的沟 道 内 电阻 。
小 距 离
其中 Ｌ ｎ 是 指从漏端 Ｎ ＋区域 边 缘 至 栅 端 Ｐ Ｈ Ｖ区 域 边 缘 的 最 从其定义我们就可 以看 出， 这个参数与栅极和沟道存在着极其密
切的关系 ， 作为一个高频应用 的器件 ， 其频率受到器件栅极尺寸 ，
Ｌ Ｆ是指从栅端法 拉第屏蔽层边缘至栅端 Ｐ Ｈ Ｖ区域边 缘的最 沟道 参杂， 栅 氧厚度 等影响 ， 而这些参 数也 同样深度 影响着跨 导 小距 离 ｉ 是 电场 的积 分中值 ， 表 示从金属栅端 到金属漏端 的平均 电
Ｒ￣ Ｉ Ｃ ＝
电容 ， 是 指 Ｐ型衬底 的掺杂浓 度 ， 是指 栅氧 化层 的介 电常 数
，
是指衬底反偏 电压 在 实际测量和应用 中， 该值取值越大 ， 对应不 同的漏极 电压 ， 其 中 是指 芯片 Ｐ Ｎ结点处 的温度 ， 是指器件 封装 表面 外 壳 的温度 ，Ｑ是指在测试过程 中输入到器件 的功率 。
而定。
的稳 定 。
下式为 Ｂ Ｖ ｄ ｓ ｓ的计算表达 公式 ：
２ ． ４ ｇ （ ｆ ｓ ） （ 前 向跨 导）
该参数表 征的是随着栅极 电压的变化漏极 电流的变化程度 ，
８ ｖ ｄ ｇ ｌ ！ Ｅ ‘ ｘ ） ｄ ｘ ： Ｅ ｍ ｎ ’ ｔ Ｌ ｏ ～ Ｌ Ｆ ）
器件会 处于深度 线性 区或者深度 饱和 区， 沟道将 完全开 启， 其抗 干扰 能力将提 高 ， 但 是其值 取值越大 也将增大 直流功率 的损耗 ，
使 电路 的驱 动得 到更大的支持 。
在器件 的应用中， 这个参数往往会与器件 的失效进行关联 ， 由 于不同材料的接触面 的处理不同， 可能会形成 一些空洞 ， 这样对于

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LDMOS的参数测试

LDMOS的参数测试


二、LDMOS器件负载牵引阻抗参数测试
• 负载牵引法（Load-Pull）是通过连续调节分别连 接在被测器件输入、输出端口的源、负载阻抗调 谐器，使输出功率和增益随之增大，仿佛是输出 功率被阻抗调谐器“牵引”变化，习惯统称为负 载牵引。 • 当器件达到最大功率传输状态时，认为器件输入 阻抗与源调谐器阻抗、器件输出阻抗与负载调谐 器阻抗共轭，通过读出调谐器的阻抗，即可反推 出器件的输入、输出阻抗。 • 在整个测试过程中，通过调节阻抗调谐器，可以 观测器件的最大输出功率，最大增益。
• 中央主控计算机（CHC）可以程控调节连接在待 测器件两端的调谐器阻抗的大小，并实时监测器 件的输出功率等指标的变化，找出使器件输出功 率最大时调谐器的阻抗值，以反推器件阻抗，从 而完成阻抗测试； • 双通道功率计及频谱仪可以测试器件的输出功率 及相应的功率谱线，结合CHC中的测试软件，绘 制出待测器件的增益、效率等多种响应曲线； • 源、负载端耦合器用于输入、输出及反射信号的 提取；环形器用于防止大功率信号反射回信号源， 起到保护信号源的作用；
3、LDMOS器件阻抗参数测试
• （1）负载牵引系统校准
• （2）负载牵引系统嵌入 • （3）L引系统校准
• 在中央主控计算机的控制下，自动阻抗调谐器在 2.07，2.11，2.14，2.17，2.21GHz五个测试频 点对Simth圆图进行均匀分布阻抗打点，以便校准 和测试； • 使用网分自带的电子或机械校准件校准网络分析 仪； • 利用校准后的网络分析仪分别测试耦合器、隔离 器、BIAS T、衰减器、功率探头及同轴电缆的 S 参数，并将测试的结果保存在网分内部； • 将系统完整连接，测试整体的 S 参数，并与先前 测试的 S 参数对比，完成系统整体校准。
1、负载牵引测试系统的构成
LDMOS模型设计及参数提取

LDMOS模型设计及参数提取

LDMOS模型设计及参数提取文燕【摘要】In recent years, due to its drain, gate and source are on the chip surface, LDMOS is easy for lowvoltage device integration. So they have been widely used to power integrated circuits and radio frequency fields. All along, the high-voltage LDMOS modeling is a very complex issue. By analyzing the high-voltage LDMOS structure and physical properties, we obtain the quasi-saturation voltage, self-heating effect and the voltage-controlled resistance in drift region about LDMOS. These characteristics is similar to those of the JFET, thus we establish MOS＋JFET circuit model about high-voltage LDMOS devices. By designing a 1.0~tm 40V LDMOS model mask of CMOS process, we extract parameters. Experimental results show that the analytical solution of the model parameters consist with the measured values, but also reflects the inherent characteristics of LDMOS devices. Therefore, this new model can be a good guide of LDMOS device engineering applications.%近年来,LDMOS由于其漏极、栅极和源极都在芯片表面,易于和低压器件集成,因而被广泛应用到功率集成电路和射频领域,一直以来,高压LDMOS的建模是一个十分复杂的问题。

ldmos器件[资料]

ldmos器件[资料]

LDMOS器件80年代以来，迅猛发展的超大规模集成电路技术给高压大电流半导体注入了新的活力，一批新型的声控功放器件诞生了，其中最有代表性的产品就是VDMOS场效应功率晶体管。

这种电流垂直流动的双扩散MOS器件是电压控制型器件。

在合适的栅极电压的控制下，半导体表面反型，形成导电沟道，于是漏极和源极之间流过适量的电流VDMOS兼有双极晶体管和普通MOS器件的优点。

与双极晶体管相比，它的开关速度，开关损耗小；输入阻抗高，驱动功率小；频率特性好；跨导高度线性。

特别值得指出的是，它具有负的温度系数，没有双极功率的二次击穿问题，安全工作区大。

因此，不论是开关应用还是线性应用，VDMOS都是理想的功率器件。

现在，VDMOS器件已广泛应用于各种领域，包括电机调速、逆变器、不间断电源、开关电源、电子开关、高保真音响、汽车电器和电子镇流器等。

由于VDMOS的性能价格比已优于双极功率器件，它在功率器件市场中的份额已达42%。

并将继续上升。

飞利浦半导体为目前市场中能够大批量生产高效能LDMOS产品的领导制造商之一。

LDMOS初期主要面向移动电话基站的RF功率放大器，也可以应用于HF、VHF与UHF广播传输器以及微波雷达与导航系统等等。

凌驾于所有RF功率技术，侧面扩散MOS (LDMOS, Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor) 晶体管技术为新一代基站放大器带来较高的功率峰均比(PAR, Peak-to-Aerage)、更高增益与线性度，同时为多媒体服务带来更高的数据传输率。

此外，卓越的效能也随着效率以及功率密度持续不断地提升。

过去四年来，飞利浦第二代0.8微米LDMOS技术在GSM、EDGE与CDMA系统上拥有耀眼的效能与稳定的批量生产能力，现阶段为了满足多载波功率放大器(MCPA) 与W-CDMA标准的需求，还提供了更新的LDMOS技术。

飞利浦第三代0.8微米超低失真LDMOS技术采用非统一参杂(doping) 方式，称之为分散Vt概念，与传统的LDMOS比较，补偿线性提升了5到8dB，使得这项技术特别适合应用于3G基站内的MCPA驱动器，同时比上一代LDMOS产品的功率增益要高2 dB。

RF工程师必须掌握的内容：从浅入深解说S参数

RF工程师必须掌握的内容：从浅入深解说S参数

RF工程师必须掌握的内容：从浅入深解说S参数S参数测量是射频设计过程中的基本手段之一。

S参数将元件描述成一个黑盒子，并被用来模拟电子元件在不同频率下的行为。

在有源和无源电路设计和分析中经常会用到S参数。

S参数是RF工程师/SI工程师必须掌握的内容，业界已有多位大师写过关于S参数的文章，即便如此，在相关领域打滚多年的人，可能还是会被一些问题困扰着。

你懂S参数吗? 请继续往下看...台湾同行图文独特讲解！基础篇本文目录上：简介：从时域与频域评估传输线特性看一条线的特性：S11、S21看两条线的相互关系：S31、S41看不同模式的讯号成份：SDD、SCC、SCD、SDC以史密斯图观察S参数仿真范例-- 地回路有没有slot 对S11, S21的影响 -- 有效介电系数如何取得问题与讨论Reference1、简介：从时域与频域评估传输线特性良好的传输线，讯号从一个点传送到另一点的失真(扭曲)，必须在一个可接受的程度内。

而如何去衡量传输线互连对讯号的影响，可分别从时域与频域的角度观察。

S参数即是频域特性的观察，其中'S'意指'Scatter'，与Y或Z参数，同属双端口网络系统的参数表示。

S参数是在传输线两端有终端的条件下定义出来的，一般这Zo=50奥姆，因为VNA port也是50奥姆终端。

所以，reference impedance of port的定义不同时，S参数值也不同，即S参数是基于一指定的port Zo条件下所得到的。

2. 看一条线的特性：S11、S21看一条线的特性：S11、S21如下图所示，假设port1是讯号输入端，port2是讯号输出端S11表示在port 1量反射损失(return loss)，主要是观测发送端看到多大的的讯号反射成份；值越接近0越好(越低越好，一般-25~-40dB)，表示传递过程反射(reflection)越小，也称为输入反射系数(Input Reflection Coefficient)。