輸出峰值功率1kW的晶體管射頻放大器(08-100)

　　圖4 LDMOS場效應(yīng)管和VDMOS場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)簡圖

　　而且，借助MRF6V14300H的雙管并聯(lián)可實(shí)現(xiàn)峰值功率600W的輸出功率。飛思卡爾公司提供與傳統(tǒng)的橫向擴(kuò)散的MOS場效應(yīng)晶體管不同，縱向擴(kuò)散的MOS場效應(yīng)晶體管向垂直布局，更適合于射頻功率放大的應(yīng)用。如圖4b所示，前者的源極、柵極和漏極是在Si襯底上方橫向布局，為了獲得良好散熱，源極和漏極都要經(jīng)過約100?m厚的Si材料到達(dá)散熱體，而后者的漏極處在Si襯底上面，源極和柵極處在Si襯底的底部，源極直接與散熱體接觸，漏極與散熱體的距離縮短至10?m。結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致?lián)舸╇妷涸黾樱瑯O間電容減小，導(dǎo)通電阻降低，縱向擴(kuò)散布局使得SiMOS場效應(yīng)晶體管的頻率、峰值功率和功耗都有所提高。

　　例如利用縱向擴(kuò)散布局來實(shí)現(xiàn)射頻功率的MOS場效應(yīng)晶體管是HVVi半導(dǎo)體公司，它的HVVFET高壓垂直場效晶體管系列產(chǎn)品在2008年四月推出，目標(biāo)是針對要求具有高的峰值/平均功率比的TACAN導(dǎo)航雷達(dá)、TCAS交通防撞系統(tǒng)、IFF敵我識別機(jī)、Mode-S詢問機(jī)，以及3G無線移動通信發(fā)射機(jī)，如WCDMA、TD-SCDMA和光纖OFDM系統(tǒng)等的緊迫應(yīng)用。

　　目前，HVVi公司已生產(chǎn)的HVV系列，包括三種按頻率和輸出功率劃分的器件，它們分別是HVV-1011、HVV-1012、HVV-1214，覆蓋L波段的1030-1090、1025-1150、1200-1400MHz頻段，和25、30、50、100、200、300W輸出功率的序號。這些高壓垂直場效應(yīng)晶體管全部采用+48V的漏極電壓，功率增益15至20dB，效率48至49%，達(dá)到美國軍標(biāo)的HV400封裝標(biāo)準(zhǔn)。以HVV1011-300為例，它的工作頻率1030至1090MHz。峰值功率300W，工作電壓+48V，工作電流100mA。在共源極AB類工作狀態(tài)下具有如圖5a和圖5b所示的輸出/輸入和增益/效率特性曲線，以及表3所示的工作特性。根據(jù)表1、2、3的對比可見，除輸出功率一項(xiàng)之外，SiMOS的場效應(yīng)晶體管的工作特性顯然優(yōu)于Si雙極型晶體管，而且HVVi公司即將推出輸出功率更高的器件。一種HVV1011-300實(shí)驗(yàn)?zāi)K如圖6所示。

　　表3 HVV1011-300Si高壓垂直場效應(yīng)晶體管的工作特性