功率放大器广泛应用于信号放大系统中0但3452678功率放大器的功耗大.为提高其工作的可靠性.必须降低电路的平均功耗。在相控阵雷达的发射系统中.需要使3452678功率放大器在处于发射状态时电路工作.在处于接收状态时电路不工作。这就需要一个电路来控制3452678功率放大器的导通和截止.控制信号为标准88.电平0而3452678功率放大器的控制电平为负电平.因此.需要将88.电平电压转换成负电平.并且要求驱动信号的上升和延迟时间较小。基于上述思想设计了一个电压变换器。电路工作原理及主要性能指标;该电路的主要功能是将输入的标准;电平脉冲转换成负电平脉冲;电路中设计有输入级/电平;位移级和输出级;典型框图如图;电原理框图;输入级保证与电平接口;电平位移级是将标准;电平转换成正负电平.输出级将正负电平转换成所需的负电平;主要性能指标如下:工作电压;输入电平;电平;(路输入 一路输出输入输出同相)输入频率;输出高电平;输出输出低电平;输入输出延迟时间;输出上升时间。
从要求的性能指标看.该电路的设计难点在于速度和功耗!既要提高速度,又要保证具有一定的驱动能力!该电路全部采用响应时间快的管,而不采用响应相对慢的管.根据技术指标要求,对各参数进行了温度分析和容差分析,设计出了该电压变换器的电路结构!该电压变换器为一路输入(一路输出,输入输出同相!)
工艺原理
本电路要求速度快、功耗低!分析晶体管的开关过程可知，影响晶体管开关速度主要有两方面的因素!外电路中驱动电流的大小是影响开关速度的外因，这方面可通过电路设计时加以考虑!影响晶体管开关速度的内因是晶体管内部存在的结电容，使结压降不能突变!对结电容的充放电存在一定的延迟
时间，电容上电荷的贮存和消失都需要一个过渡过程。这一过程的快慢影响了晶体管的开关速度。而晶
体管的直流电流放大系数V、特征频率、集电极势垒电容则是影响这一过程快慢的主要因素!
硅中起着复合中心的作用!可以加速非平衡载流子的复合!对提高开关速度最有效!但金在硅中还起杂质补偿作用!而且掺金工艺复杂!难以控制!应用不当还会造成器件反偏结漏电及器件高温失效。
所以，一般不采用掺金工艺％工艺设计应着重从以下两方面加以考虑，采用浅结扩散，制造薄基区，既可以减小基区超量贮存电荷，又可以提高电流放大系数，从而减小功率开关晶体管的上升和下降时间％一般的浅结器件采用高剂量的离子注入形成浅结!但是大剂量的离子注入引起的硅单晶损伤很难通过退火完全消除!从而影响器件的性能％采用注入砷掺杂多晶硅推进扩散形成发射结!不仅能避免高剂量注入的损伤!而且在形成良好浅结的同时形成欧姆接触和发射极引线!可以避免铝引线造成的尖锥形穿透,问题由于发射极引线采用了多晶硅单晶硅欧姆接触系统!所以铝引线与多晶硅发射极具有自对准的特点它没有发射区边缘墙结电容!不仅使发射结电容减小!而且也使基区渡越时小，分散性减小。多晶硅膜和4型单晶硅基区界面就是发射结的化学比结!容易制备极薄基区5砷注入的多晶硅发射极完全避免了发射极的陷落效应!对制备薄基区很有利。另外!多晶硅发射极结构还能有效地提高发射结的注入效率!有利于提高6!从而提高器件的特征频率。在设计外延参数时!应在满足击穿电压要求的前提下!适当降低外延层的电阻率和减薄外延层的厚度!以减小集电区超量贮存电荷!缩短集电区饱和时间常数降低集电区电阻率还可以缩短少子寿命!加速超量贮存电荷的复合。
工艺流程
本电路采用多晶硅发射极自对准工艺制作!晶体管结构如图7所示。图7多晶硅发射极040晶体管结构，主要工艺流程如下：锑埋层扩散、外延、隔离扩散、穿透扩散、光刻有源区、氮化硅前氧化、高硼区注入、低硼区注入、光刻孔、多晶硅生长、场区区注入、有源区注入、退火、金属化、合金、钝化;
结果
采用以上电路<版图<工艺及可靠性设计技术!特别是在现有多晶硅工艺基础上!针对外延层的电阻率和外延层厚度进行了多次摸底试验!确定了比较优化的参数值作出的管的达到8!击穿电压达到10％。电路主要技术指标为输入频率、输出高电平、输出输出低电平、输入输出延迟时间、输出上升时间。该电压变换器满足用户的使用要求!并可广泛应用于AS-'TUV功率放大器系统中。
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