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    एलडीएमओएस का परिचय और इसके तकनीकी विवरण

     

    एलडीएमओएस (लेटरली डिफ्यूज्ड मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर) 900 मेगाहर्ट्ज सेलुलर फोन प्रौद्योगिकी के लिए विकसित किया गया है। सेलुलर संचार बाजार की निरंतर वृद्धि एलडीएमओएस ट्रांजिस्टर के अनुप्रयोग को सुनिश्चित करती है, और एलडीएमओएस प्रौद्योगिकी को परिपक्व बनाती है और लागत में कमी जारी रखती है, इसलिए यह भविष्य में ज्यादातर मामलों में द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर तकनीक का स्थान ले लेगी। द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की तुलना में, एलडीएमओएस ट्यूबों का लाभ अधिक है। एलडीएमओएस ट्यूबों का लाभ 14dB से अधिक तक पहुंच सकता है, जबकि द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का लाभ 5~6dB है। एलडीएमओएस ट्यूबों का उपयोग करके पीए मॉड्यूल का लाभ लगभग 60 डीबी तक पहुंच सकता है। इससे पता चलता है कि समान आउटपुट पावर के लिए कम उपकरणों की आवश्यकता होती है, जिससे पावर एम्पलीफायर की विश्वसनीयता बढ़ जाती है।

     

    एलडीएमओएस द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की तुलना में तीन गुना अधिक स्थायी तरंग अनुपात का सामना कर सकता है, और एलडीएमओएस डिवाइस को नष्ट किए बिना उच्च परावर्तित शक्ति पर काम कर सकता है; यह इनपुट सिग्नल के अति-उत्तेजना का सामना कर सकता है और डिजिटल सिग्नल प्रसारित करने के लिए उपयुक्त है, क्योंकि इसमें उन्नत तात्कालिक शिखर शक्ति है। एलडीएमओएस लाभ वक्र चिकना है और कम विरूपण के साथ बहु-वाहक डिजिटल सिग्नल प्रवर्धन की अनुमति देता है। एलडीएमओएस ट्यूब में संतृप्ति क्षेत्र में कम और अपरिवर्तित इंटरमॉड्यूलेशन स्तर होता है, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के विपरीत, जिसमें उच्च इंटरमॉड्यूलेशन स्तर होता है और बिजली स्तर में वृद्धि के साथ परिवर्तन होता है। यह मुख्य विशेषता एलडीएमओएस ट्रांजिस्टर को बेहतर रैखिकता के साथ द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की तुलना में दोगुनी शक्ति का प्रदर्शन करने की अनुमति देती है। एलडीएमओएस ट्रांजिस्टर में बेहतर तापमान विशेषताएँ होती हैं और तापमान गुणांक नकारात्मक होता है, इसलिए गर्मी अपव्यय के प्रभाव को रोका जा सकता है। इस प्रकार की तापमान स्थिरता आयाम परिवर्तन को केवल 0.1dB की अनुमति देती है, और समान इनपुट स्तर के मामले में, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का आयाम 0.5 से 0.6dB तक बदल जाता है, और आमतौर पर तापमान क्षतिपूर्ति सर्किट की आवश्यकता होती है।

    एलडीएमओएस का परिचय और इसके तकनीकी विवरण


     एलडीएमओएस संरचना विशेषताएँ और उपयोग के फायदे

     

    एलडीएमओएस को व्यापक रूप से अपनाया जाता है क्योंकि सीएमओएस तकनीक के साथ संगत होना आसान है। एलडीएमओएस डिवाइस संरचना चित्र 1 में दिखाई गई है। एलडीएमओएस दोहरी विसरित संरचना वाला एक पावर डिवाइस है। यह तकनीक एक ही स्रोत/नाली क्षेत्र में दो बार प्रत्यारोपण करने के लिए है, एक आर्सेनिक (एएस) का प्रत्यारोपण बड़ी सांद्रता (1015 सेमी-2 की विशिष्ट प्रत्यारोपण खुराक) के साथ, और बोरान का दूसरा आरोपण (छोटी सांद्रता (सामान्य आरोपण खुराक) के साथ) 1013सेमी-2)). बी)। आरोपण के बाद, एक उच्च तापमान प्रणोदन प्रक्रिया को अंजाम दिया जाता है। चूंकि बोरान आर्सेनिक की तुलना में तेजी से फैलता है, यह गेट सीमा (चित्रा में पी-वेल) के नीचे पार्श्व दिशा के साथ आगे फैल जाएगा, एक एकाग्रता ढाल के साथ एक चैनल का निर्माण करेगा, और इसकी चैनल की लंबाई दो पार्श्व प्रसार दूरी के बीच के अंतर से निर्धारित होगी . ब्रेकडाउन वोल्टेज को बढ़ाने के लिए, सक्रिय क्षेत्र और नाली क्षेत्र के बीच एक बहाव क्षेत्र होता है। एलडीएमओएस में बहाव क्षेत्र इस प्रकार के उपकरण के डिजाइन की कुंजी है। बहाव क्षेत्र में अशुद्धता सांद्रता अपेक्षाकृत कम है। इसलिए, जब एलडीएमओएस उच्च वोल्टेज से जुड़ा होता है, तो बहाव क्षेत्र अपने उच्च प्रतिरोध के कारण उच्च वोल्टेज का सामना कर सकता है। चित्र 1 में दिखाया गया पॉलीक्रिस्टलाइन एलडीएमओएस बहाव क्षेत्र में क्षेत्र ऑक्सीजन तक फैलता है और एक फील्ड प्लेट के रूप में कार्य करता है, जो बहाव क्षेत्र में सतह विद्युत क्षेत्र को कमजोर कर देगा और ब्रेकडाउन वोल्टेज को बढ़ाने में मदद करेगा। फ़ील्ड प्लेट का प्रभाव फ़ील्ड प्लेट की लंबाई से निकटता से संबंधित है। फ़ील्ड प्लेट को पूरी तरह कार्यात्मक बनाने के लिए, एक को SiO2 परत की मोटाई को डिज़ाइन करना होगा, और दूसरा, फ़ील्ड प्लेट की लंबाई को डिज़ाइन करना होगा।

     

    एलडीएमओएस विनिर्माण प्रक्रिया बीपीटी और गैलियम आर्सेनाइड प्रक्रियाओं को जोड़ती है। मानक एमओएस प्रक्रिया से भिन्न, iडिवाइस पैकेजिंग में, एलडीएमओएस बीईओ बेरिलियम ऑक्साइड अलगाव परत का उपयोग नहीं करता है, लेकिन सीधे सब्सट्रेट पर हार्ड-वायर्ड होता है। तापीय चालकता में सुधार हुआ है, डिवाइस के उच्च तापमान प्रतिरोध में सुधार हुआ है, और डिवाइस का जीवन काफी बढ़ गया है। . एलडीएमओएस ट्यूब के नकारात्मक तापमान प्रभाव के कारण, गर्म होने पर लीकेज करंट स्वचालित रूप से समतल हो जाता है, और द्विध्रुवी ट्यूब का सकारात्मक तापमान प्रभाव कलेक्टर करंट में स्थानीय हॉट स्पॉट नहीं बनाता है, जिससे ट्यूब आसानी से क्षतिग्रस्त नहीं होती है। इसलिए एलडीएमओएस ट्यूब भार बेमेल और अति उत्तेजना की वहन क्षमता को काफी मजबूत करती है। इसके अलावा एलडीएमओएस ट्यूब के स्वचालित वर्तमान साझाकरण प्रभाव के कारण, इसका इनपुट-आउटपुट विशेषता वक्र 1dB संपीड़न बिंदु (बड़े सिग्नल अनुप्रयोगों के लिए संतृप्ति अनुभाग) पर धीरे-धीरे घटता है, इसलिए गतिशील रेंज चौड़ी हो जाती है, जो एनालॉग के प्रवर्धन के लिए अनुकूल है और डिजिटल टीवी आरएफ सिग्नल। एलडीएमओएस लगभग बिना इंटरमॉड्यूलेशन विरूपण के छोटे संकेतों को प्रवर्धित करते समय लगभग रैखिक होता है, जो सुधार सर्किट को काफी हद तक सरल बनाता है। एमओएस डिवाइस का डीसी गेट करंट लगभग शून्य है, बायस सर्किट सरल है, और सकारात्मक तापमान मुआवजे के साथ जटिल सक्रिय कम-प्रतिबाधा बायस सर्किट की कोई आवश्यकता नहीं है।

     

    एलडीएमओएस के लिए, एपिटैक्सियल परत की मोटाई, डोपिंग एकाग्रता और बहाव क्षेत्र की लंबाई सबसे महत्वपूर्ण विशेषता पैरामीटर हैं। हम बहाव क्षेत्र की लंबाई बढ़ाकर ब्रेकडाउन वोल्टेज बढ़ा सकते हैं, लेकिन इससे चिप क्षेत्र और ऑन-प्रतिरोध बढ़ जाएगा। उच्च-वोल्टेज डीएमओएस उपकरणों का झेलने वाला वोल्टेज और ऑन-प्रतिरोध एपिटैक्सियल परत की एकाग्रता और मोटाई और बहाव क्षेत्र की लंबाई के बीच एक समझौते पर निर्भर करता है। क्योंकि वोल्टेज झेलने और ऑन-प्रतिरोध में एपिटैक्सियल परत की एकाग्रता और मोटाई के लिए विरोधाभासी आवश्यकताएं होती हैं। उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज के लिए एक मोटी हल्की डोप्ड एपिटैक्सियल परत और एक लंबे बहाव क्षेत्र की आवश्यकता होती है, जबकि कम ऑन-प्रतिरोध के लिए एक पतली भारी डोप्ड एपिटैक्सियल परत और एक छोटे बहाव क्षेत्र की आवश्यकता होती है। इसलिए, एक निश्चित स्रोत-नाली ब्रेकडाउन वोल्टेज को पूरा करने के आधार पर सबसे छोटा ऑन-प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए सर्वोत्तम एपिटैक्सियल पैरामीटर और बहाव क्षेत्र की लंबाई का चयन किया जाना चाहिए।

     

    एलडीएमओएस का निम्नलिखित पहलुओं में उत्कृष्ट प्रदर्शन है:
    1. थर्मल स्थिरता; 2. आवृत्ति स्थिरता; 3. अधिक लाभ; 4. बेहतर स्थायित्व; 5. कम शोर; 6. कम फीडबैक कैपेसिटेंस; 7. सरल बायस करंट सर्किट; 8 . लगातार इनपुट प्रतिबाधा; 9. बेहतर आईएमडी प्रदर्शन; 10. कम तापीय प्रतिरोध; 11. बेहतर एजीसी क्षमता। एलडीएमओएस उपकरण सीडीएमए, डब्ल्यू-सीडीएमए, टीईटीआरए, डिजिटल टेरेस्ट्रियल टेलीविजन और अन्य अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं जिनके लिए विस्तृत आवृत्ति रेंज, उच्च रैखिकता और उच्च सेवा जीवन आवश्यकताओं की आवश्यकता होती है।

     

    शुरुआती दिनों में एलडीएमओएस का उपयोग मुख्य रूप से मोबाइल फोन बेस स्टेशनों में आरएफ पावर एम्पलीफायरों के लिए किया जाता था, और इसे एचएफ, वीएचएफ और यूएचएफ प्रसारण ट्रांसमीटर, माइक्रोवेव रडार और नेविगेशन सिस्टम आदि पर भी लागू किया जा सकता है। सभी आरएफ पावर प्रौद्योगिकियों को पार करते हुए, लेटरल डिफ्यूज्ड मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर (एलडीएमओएस) ट्रांजिस्टर तकनीक बेस स्टेशन एम्पलीफायरों की नई पीढ़ी के लिए उच्च पावर पीक-टू-एवरेज अनुपात (पीएआर, पीक-टू-एरेज), उच्च लाभ और रैखिकता लाती है। समय, यह मल्टीमीडिया सेवाओं के लिए उच्च डेटा ट्रांसमिशन दर लाता है। इसके अलावा, दक्षता और शक्ति घनत्व के साथ उत्कृष्ट प्रदर्शन में वृद्धि जारी है। पिछले चार वर्षों में, फिलिप्स की दूसरी पीढ़ी की 0.8-माइक्रोन एलडीएमओएस तकनीक में जीएसएम, ईडीजीई और सीडीएमए सिस्टम पर शानदार प्रदर्शन और स्थिर बड़े पैमाने पर उत्पादन क्षमता है। इस स्तर पर, मल्टी-कैरियर पावर एम्पलीफायरों (एमसीपीए) और डब्ल्यू-सीडीएमए मानकों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, एक अद्यतन एलडीएमओएस तकनीक भी प्रदान की जाती है।

     

     

     

     

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