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研究生:傅士豪
研究生(外文):Fu, Shih-Hao
論文名稱:LDMOSFET特性分析及其模型的建立
論文名稱(外文):Analysis and Model Establishment of N-type Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (LDMOSFET)
指導教授:龔正龔正引用關係黃智方
指導教授(外文):Gong, JengHuang, Chin-Fang
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:電子工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:127
中文關鍵詞:LDMOSfTfmax小訊號等校電路模型switch circuitinsertion loss
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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。
摘要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...I
Abstract. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...II
致謝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..III
目錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .IV
表目錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .VI
圖目錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .VII
第一章 緒論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
1-1簡介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . .1
1-2研究動機與背景. . . . . . . . . . . . . . . . . . ... .2
1-3論文綱要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...2
第二章 LDMOSFET結構及特性與佈局考量. . . . . . . . . . .4
2-1簡介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .......4
2-2 LDMOSFET的基本結構與工作原理. . . . . . . . . . ......4
2-2-1 LDMOSFET的基本結構. . . . . . . . . . . . . ........5
2-2-2 LDMOSFET的工作原理. . . . . . . . . . . . . ........7
2-3佈局考量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...8
2-4 LDMOSFET的直流分析與高頻特性. . . . . . . . . . ......9
2-4-1 LDMOSFET的直流特性分析. . . . . . . . . . .........10
2-4-2 LDMOSFET的高頻特性分析. . . . . . . . . ......... .11
第三章 LDMOSFET小訊號模型的建立. . . . . . . . . . . .27
3-1簡介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .27
3-2 Pad效應. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .27
3-3 LDMOSFET模型參數的萃取. . . . . . . . . . . . .. .. .30
3-3-1 改變偏壓小訊號參數的變化. . . . . . . . . . .. .. .33
3-3-2 改變FN小訊號參數的變化. . . . . . . . . . .. .. .. 35
3-4 LDMOSFET小訊號等效電路模型的建立及最佳化. . . .. .. .35
3-4-1 寄生電感的萃取. . . . . . . . . . . . . . . .. .. .36
3-4-2 小訊號等效電路模型的建立. . . . . . . . . . .. .. .38
第四章 LDMOSFET開關模型的建立. . . . . . . . . . . .. .84
4-1簡介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .84
4-2 LDMOSFET開關元件模型的建立及最佳化. . . . . . .. .. .85
4-2-1 導通電阻與基板電阻. . . . . . . . . . . . .. .. ..85
4-2-2 LDMOSFET開關元件的模擬與模型的建立. . . .. .. .. .86
4-3 LDMOSFET開關電路模型的建立及最佳化. . . . . . .. .. .88
4-4 LDMOSFET開關大訊號之分析. . . . . . . . . . . .. .. .90
第五章 結論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120
參考文獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. ..122
附錄A. 各種參數之間的轉換. . . . . . . . . . . .. .. .. 124
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