LDMOSFET特性分析及其模型的建立

Analysis and Model Establishment of N-type Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (LDMOSFET)

傅士豪(Shih-Hao Fu)

指導教授 ： 龔正 ； 黃智方

國立清華大學/電機資訊學院/電子工程研究所/碩士(2009年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2009.00802

摘要

本論文利用0.25-um BCD製程設計適合做高壓以及高頻應用的LDMOSFET，在直流特性部份，元件的臨界電壓為2.3V；在崩潰電壓方面可以達到25V。在高頻特性部份，高頻參數電流增益截止頻率（fT）為9.11GHz、最大振盪頻率(fmax)為7.16GHz。
建立LDMOSFET的小訊號等效電路模型對於分析元件特性包含增益、隔離度、插入損耗等有很大的幫助，本論文的LDMOSFET小訊號等效電路模型的參數萃取方法是利用Z-參數萃取外質部分，利用Y-參數萃取本質部份。在廣泛偏壓範圍及寬度的模擬結果都可以與量測結果契合。
利用萃取的小訊號參數可以建立收發切換開關（SPDT RF T/R Switch）的等效電路模型，收發切換開關具有低插入損耗、好的隔離度、低電壓與低消耗功率特性。
本論文設計的LDMOSFET所建立的小訊號模型與收發切換開關的特性，如增益、插入損耗、隔離度、P1dB以及IP3等表現都適合於頻為900-MHz的應用。

關鍵字

LDMOS ； fT ； fmax ； 小訊號等校電路模型 ； switch circuit ； insertion loss

參考文獻

[1]Richard S. Muller and Theodore I. Kamins “Device Electronics for Integrated Circuits” , Copyright 2003

[2]S. Tam, F-C. Hsu, C. Hu, R. S. Muller, P. K. Ko “Hot-Electron Currents in Very Short Channel MOSFET’s”, IEEE Electron Device Letters, VOL. EDL-4, NO. 7, July 1983

[3]Chih-Chang Cheng, J. W. Wu, C. C. Lee, J. H. Shao and T. Wang “Hot Carrier Degradation in LDMOS Power Transistors”, IEEE Proceedings of 11th IPFA 2004, Taiwan

[4]Paul J. Tsang, Seiki Ogura, William W. Walker, Joseph F. Shepard and Dale L. Critchlow “Fabrication of High-Performance LDDFET’s with Oxide Sidewall-Spacer Technology”, IEEE Transactions on Electron Devices, VOL. ED-29, NO. 4, April 1982

[5]Gilles Dambrine, Alain Cappy, Frederic Heliodore and Edouard Playez “A New Method for Determining the FET Small-Signal Equivalent Circuit”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, VOL. 36, NO. 7, July 1988