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《电子科技大学》 2007年
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射频功率LDMOS器件的研究

王一鸣  
【摘要】: 为了自主的研制和开发在雷达、通信和导航等应用领域需求的元器件,特别是大功率的固态功放器件,对射频功率LDMOS器件进行研制与开发就显得特别重要。射频功率LDMOS器件的性能优越体现在:低的寄生电容、好的线性度、高的RF增益。鉴于此,本文主要进行了如何提高射频功率LDMOS器件射频特性的研究。 LDMOS器件的射频特性受本征输入和输出寄生电容的影响。同时,器件的寄生效应会降低特性参数,例如效率、增益、和截止频率等,并且造成输入输出匹配困难。依据四川省空管雷达全固态元器件开发项目要求,本文首先设计了一种常规的射频功率LDMOS器件,应用仿真软件MEDICI进行分析和优化设计。为了提高器件的性能,提出了一种新结构器件:n埋层PSOI结构射频功率LDMOS器件;一种改进的器件结构:射频功率LDMOS优化槽形漂移区结构。 1.本文对射频功率LDMOS槽形漂移区的结构进行了优化设计。基于射频功率LDMOS的频率特性,提出了矩形、倒三角形和正三角形槽结构,对槽的位置、深度、宽度进行分析,在满足相同的耐压和导通电阻条件下,得出最优结构为正三角形槽结构,该结构可最大程度地减小寄生反馈电容,寄生反馈电容减小24%,LDMOS的截止频率提高15%。并结合Smith圆图,完成输入输出阻抗匹配设计,使射频功率放大器实现最大功率传输。 2.合作提出了具有n埋层PSOI结构的射频功率LDMOS器件。射频功率LDMOS的寄生电容直接影响器件的输出特性。具有n埋层结构的PSOI射频LDMOS其I层下的耗尽层宽度增大,输出电容减小,漏至衬底的结电容比常规LDMOS和PSOI LDMOS分别降低39.1%和26.5%。通过Affirma RF Simulator分析LDMOS的输出特性,1dB压缩点处的输出功率以及功率增益比PSOI LDMOS分别提高62%和11.6%,附加功率效率从34.1%增加到37.3%。该结构器件的耐压比体硅LDMOS提高了14%。 最后,在改进结构的基础上,优化设计了几种拓展结构:(1)部分SON射频功率LDMOS:通过MEDICI仿真,其漏至衬底的结电容比常规射频LDMOS功率器件降低了70.2%,击穿电压比常规射频LDMOS功率器件提高了33.8%;(2)具有n埋层部分SON射频功率LDMOS:其漏至衬底的结电容比常规射频LDMOS功率器件降低了75.9%,其击穿电压比常规射频LDMOS功率器件提高了33.8%;(3)具有三明治结构的部分SOI射频功率LDMOS:其漏至衬底的结电容比常规射频LDMOS功率器件降低了46.6%,击穿电压与常规射频LDMOS功率器件相同。 本论文的主要工作是针对如何提高射频功率LDMOS器件射频特性进行研究,并优化设计了多种新型结构器件,提出了具体实施方式,为以后的实际加工制作,最终实现市场推广价值作了重要性起步工作。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN386.1

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1 王一鸣;射频功率LDMOS器件的研究[D];电子科技大学;2007年
2 陈献;表面等离子波波导的基础研究[D];浙江大学;2008年
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相关机构
>浙江大学
>电子科技大学
相关作者
>陈献 >王一鸣
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