Транзисторы NXP для мощных радиопередающих систем

Компания NXP Semiconductors, известная ранее как Philips Semiconductors, выделенная в самостоятельную компанию в 2006 году, является одним из лидеров на рынке производства полупроводниковых элементов.

NXP - одна из ведущих компаний в области производства высокочастотных полупроводниковых элементов. Конструкция высокочастотных устройств становится все более сложной. Тем не менее, продукция компании NXP позволяет добиться высокой производительности и, при этом, имеет простую конструкцию. Номенклатура высокочастотных компонентов NXP подходит для большинства систем коммуникации и передачи данных, таким образом легко найти решение, которое соответствует специфическим требованиям. В портфолио высокочастотных компонентов NXP вы можете найти: РЧ-синхронизаторы, трансиверы (GSM/GPRS/EDGE), продукты промежуточной частоты (смесители, преобразователи, переключатели, усилители), микшеры/осцилляторы, высокочастотные диоды, высокочастотные операционные усилители, высокочастотные транзисторы высокой мощности, полевые транзисторы для слабых сигналов, передатчики, высокочастотные широкополосные транзисторы, микросхемы с низким уровнем шума, кремниевые ТВ-приемники, коммутаторы, и другие приемники, например для автомобильных стерео радиоприемников. В этом обзоре мы рассмотрим высокочастотные транзисторы большой мощности.

Транзисторы выпускаются по различным технологиям: биполярной, VDMOS и LDMOS. Биполярная технология широко применялась в 70-х годах 20 века и на данный момент хорошо изучена и описана во многих литературных статьях. Технология VDMOS так же широко распространена, транзисторы, изготовленные по этой технологии имеют ряд преимуществ над биполярными транзисторами, но б?льший интерес вызывает LDMOS технология нового поколения.

VDMOS (Vertical Diffusion Metal Oxide Semiconductors) - двухдиффузионная технология с вертикальной МОП-структурой. Эта технология обладает улучшенной термостабильностью и плотностью мощности транзисторов по сравнению с биполярными транзисторами.

LDMOS (Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductors) - смещенно-диффузная МОП технология на основе кремния. Технология LDMOS обладает наилучшими характеристиками по сравнению с биполярной технологией, такими, как линейность, усиление, тепловые режимы, устойчивость к рассогласованию, высокий КПД, запас по рассеиваемой мощности, надежность. Это достаточно молодая технология, которая основное развитие получила в конце 80-х - начале 90-х годов 20 века и стала одной из ключевых технологий на рынке высокочастотных устройств.

На LDMOS технологии в настоящее время выпускается большинство мощных высокочастотных транзисторов. Существует два основных класса конструкции LDMOS-транзисторов. Первый основывается на использовании заземленного экрана (grounded Faraday shield) для обеспечения изоляции стока (drain) от затвора (gate) и уменьшения емкости обратной связи CDG. Как правило, такая конструкция используется при длине затвора более 0,5 мкм (рис.1).

Второй класс конструкции (использующийся преимущественно при длине затвора менее 0,5 мкм) основывается на применении заземленной металлизированной области (grounded field plate) и позволяет не только уменьшить емкость обратной связи CDG, но и понизить значение дрейфа тока между стоком и затвором IDG.

Рис. 1. Вертикальный срез структуры ячейки типового LDMOS-транзистора, использующего заземленный экран

Рис. 2. Вертикальный разрез структуры ячейки типового LDMOS-транзистора, использующего заземленную металлизированную область

В портфолио продукции NXP мощных транзисторов насчитывается более 100 модификаций для четырех направлений применения, для базовых станций сотовой связи, широковещательные транзисторы, транзисторы СВЧ, микроволновые транзисторы. Транзисторы выпущены по различным технологиям: биполярной и LDMOS. Области применения высокочастотных транзисторов имеют достаточно широкий диапазон: СВЧ-связь (транзисторы для базовых станций сотовой и WiMAX, радиорелейной связи, космической связи), индустриальные применения (возбудительные каскады лазеров, телевизионные радиопередатчики, радары гражданского и военного назначения), научной деятельности и медицине.

Транзисторы для базовых станций сотовой связи и WiMAX

Высокочастотные транзисторы NXP для базовых станций выполнены по LDMOS технологии и имеют следующие параметры:

Широковещательные транзисторы

Более 25 лет компания Philips сохраняла свое лидерство в области производства широковещательных транзисторов, это наследие перешло компании NXP, и на данный момент компания NXP поддерживая традиции предшественника, продолжает сохранять одно из лидирующих мест в этой области, пополняя свое портфолио все новыми и новыми высококачественными продуктами. Используя технологию LDMOS, компания NXP все больше укрепляет свои позиции в области производства широковещательных транзисторов, и на данный момент выпускает более 30 видов высокочастотных транзисторов для вещательных станций, которые представлены следующими элементами:

Транзисторы СВЧ

В портфолио СВЧ транзисторов NXP насчитывается более десятка биполярных транзисторов, и около двух десятков высококачественных элементов выполненных по продвинутой технологии LDMOS, которые постепенно вытесняют биполярные транзисторы:

Развитие линейки мощных высокочастотных транзисторов NXP

В заключение рассмотрим планы развития мощных высокочастотных транзисторов NXP. В ближайшее время компания NXP планирует выпустить на рынок высокочастотных продуктов два новых транзистора UHF и HF диапазона, BLF888 и BLF578.

BLF888 - 50-вольтовый транзистор UHF диапазона (470-860 МГц), выполненный по передовой LDMOS технологии, с выходной мощностью 110 Вт (пиковая мощность 500 Вт), что еще больше чем у транзистора BLF878 (75 Вт/300 Вт), коэффициентом усиления по мощности 20 дБ, КПД не менее 30%, интегрированной защитой от статического электричества, в корпусе SOT979.

BLF578 - LDMOS-транзистор, диапазона HF (до 500 МГц), с выходной мощностью до 600 Вт и до 1200 Вт в импульсном режиме, коэффициент усиления транзистора не менее 24 дБ, КПД до 70%, транзистор имеет встроенную защиту от статического электричества, выполнен в корпусе SOT539A.

BLA6H1011-600 - LDMOS-транзистор, диапазона (1030-1090 МГц), с выходной мощностью до 600 Вт, коэффициент усиления транзистора не менее 19 дБ, КПД до 52%, транзистор имеет встроенную защиту от статического электричества, выполнен в корпусе SOT539A.

Заключение

Подводя итоги можно с уверенностью сказать, что компания NXP на протяжении долгих лет занимала лидирующие позиции в производстве высокочастотных элементов и по-прежнему остается одним из лидеров в этой области, уступая лишь компании Freescale. Внедряя все новые технологии, компания NXP планирует и в будущем развивать высокочастотное направление своих продуктов и тем самым удерживать лидирующие позиции на рынке этой продукции.

Дополнительную информацию по высокочастотным транзисторам NXP, вы можете посмотреть на сайте производителя или запросить в ООО "Гамма-Санкт-Петербург".

Егоров Алексей,
Компания Гамма Санкт-Петербург